DE102010046072B4

DE102010046072B4 - A method of dampening shaking on a level road in an electric power steering system

Info

Publication number: DE102010046072B4
Application number: DE102010046072.9A
Authority: DE
Inventors: Kenneth L. Oblizajek; Derek K. Hogland; John D. Sopoci; Wen-Hou Ma
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2009-09-23
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2015-05-28
Anticipated expiration: 2030-09-21
Also published as: DE102010046072A1; US20110071729A1; US8271163B2; CN102019955B; CN102019955A

Abstract

Verfahren zum Dämpfen von Rütteln auf ebener Straße an einem Lenkrad (26) einer Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, das ein elektrisches Servolenksystem (100) mit einem Elektromotor (104) und einer Zahnstange aufweist, das die folgenden Schritte umfasst: a) Bestimmen eines Frequenzbereichs des Rüttelns auf ebener Straße während vorbestimmter Fahrbedingungen des Kraftfahrzeugs; b) mechanisches Abstimmen einer elektrischen Servolenkmotoranordnung des elektrischen Servolenksystems (100) des Kraftfahrzeugs auf eine vorbestimmte Frequenz, um dadurch einen abgestimmten Vibrationsabsorber (112) mit einer mechanisch abgestimmten Resonanzfrequenz zu schaffen (402); c) Bestimmen der Frequenz des Rüttelns auf ebener Straße bei einer Betriebsgeschwindigkeit des Fahrzeugs (406), die aus: 1) einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und der Frequenz des Rüttelns auf ebener Straße und/oder 2) dem periodischen dynamischen Gehalt eines Drehmomentsignals des elektrischen Servolenksystems bestimmt wird; d) dynamisches Abstimmen der Trägheit des abgestimmten Vibrationsabsorbers (112) auf die Frequenz des Rüttelns auf ebener Straße bei der Geschwindigkeit in Ansprechen auf die Beziehung für alle Frequenzen des Frequenzbereichs außer der mechanisch abgestimmten Resonanzfrequenz (410); und e) Minimieren der Dämpfung des abgestimmten Vibrationsabsorbers (112) und Maximieren der Zahnstangensteifigkeit bei der Frequenz des Rüttelns auf ebener Straße, um dadurch das Rütteln auf ebener Straße am Lenkrad (26) zu minimieren (412); wobei die Schritte d) und e) das Steuern des Stroms im Elektromotor (104) des elektrischen Servolenksystems (100) umfassen, um ein Äquivalent einer Trägheit der elektrischen Servolenkanordnung bereitzustellen, die sich auf die dynamische Abstimmung des Schrittes d) auswirkt, und ein Drehmoment bereitzustellen, das sich auf die minimierte Dämpfung des Schrittes e) auswirkt.A method for damping on-road jarring on a steering wheel (26) of a steering column of a motor vehicle, comprising an electric power steering system (100) having an electric motor (104) and a rack, comprising the steps of: a) determining a frequency range of the jarring on a level road during predetermined driving conditions of the motor vehicle; b) mechanically tuning an electric power steering motor assembly of the motor vehicle electric power steering system (100) to a predetermined frequency to thereby provide a tuned vibration absorber (112) having a mechanically tuned resonant frequency (402); c) determining the frequency of shaking on a level road at an operating speed of the vehicle (406) comprising: 1) a predetermined relationship between the vehicle speed and the frequency of shaking on level road and / or 2) the periodic dynamic content of a torque signal of electric power steering system is determined; d) dynamically adjusting the inertia of the tuned vibration absorber (112) to the frequency of the flat-road shaking at the speed in response to the relationship for all frequencies of the frequency range other than the mechanically tuned resonant frequency (410); and e) minimizing damping of the tuned vibration absorber (112) and maximizing rack stiffness at the level of shaking on a level road, thereby minimizing (412) shaking on a level road on the steering wheel (26); wherein steps d) and e) include controlling the current in the electric motor (104) of the electric power steering system (100) to provide one equivalent of inertia of the electric power steering assembly that affects the dynamic tuning of step d) and a torque which has an effect on the minimized damping of step e).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Servolenksysteme und insbesondere auf ein Verfahren zum dynamischen Dämpfen eines Rüttelns auf ebener Straße am Lenkrad, wie es beispielweise aus der US 2009/0125186 A1 bekannt geworden ist, in der vorgeschlagen wird, mit dem zur Lenkungsunterstützung vorgesehenen Servomotor ein Kompensationsdrehmoment auf die Lenksäule aufzubringen, welches gegenüber dem Lenkradrütteln um einen sog. Übertragungsfaktor skaliert ist.The present invention relates to electric power steering systems, and more particularly to a method for dynamically damping a jogging on a flat road on the steering wheel, as shown for US 2009/0125186 A1 has become known, in which it is proposed to apply a compensating torque to the steering column with the servo motor provided for the steering assistance, which is scaled in relation to the steering wheel shake by a so-called transmission factor.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Eine elektrische Servolenkung schafft eine Lenkunterstützung für einen Kraftfahrzeugfahrer, wenn der Fahrer das Lenkrad in einer Drehrichtung dreht. Der Elektromotor des elektrischen Servolenksystems (EPS-Systems), der zum Unterstützen der Lenkung durch den Fahrer dient, kann mit der Zahnstange des Lenksystems (ein REPS-System) verbunden sein oder mit der Lenksäule (ein CEPS-System) verbunden sein, die in 1A und 1B veranschaulicht sind.An electric power steering system provides steering assistance to a vehicle driver when the driver turns the steering wheel in one direction of rotation. The electric motor of the electric power steering system (EPS system), which is used to assist steering by the driver, may be connected to the steering system rack (a REPS system) or connected to the steering column (a CEPS system) incorporated in US Pat 1A and 1B are illustrated.

1A stellt ein Beispiel eines CEPS-Systems dar. Ein Kraftfahrzeug 40 ist mit einem elektrischen Servolenksystem 24 versehen. Das elektrische Servolenksystem 24 kann einen herkömmlichen Zahnstangen-Lenkmechanismus 36 umfassen, der eine Zahnstange (nicht dargestellt) und ein Säulenritzel (nicht dargestellt) unter einem Zahnradgehäuse 52 umfasst. Wenn das Lenkrad 26 gedreht wird, dreht eine obere Lenkwelle 29 eine untere Welle 51 durch eine Drehverbindung 34; und die untere Lenkwelle 51 dreht das Säulenritzel. Die Drehung des Säulenritzels bewegt die Zahnstange, die Spurstangen 38 (nur eine gezeigt) bewegt, die Achsschenkel 39 (nur einer gezeigt) bewegen, um Reifen 42 (nur einer gezeigt) einzuschlagen. 1A represents an example of a CEPS system. A motor vehicle 40 is with an electric power steering system 24 Mistake. The electric power steering system 24 can be a conventional rack and pinion steering mechanism 36 comprising a rack (not shown) and a column pinion (not shown) under a gear housing 52 includes. When the steering wheel 26 is rotated, turns an upper steering shaft 29 a lower shaft 51 through a rotary joint 34 ; and the lower steering shaft 51 turns the column sprocket. The rotation of the column pinion moves the rack, the tie rods 38 (only one shown) moves the knuckle 39 (only one shown) move to tires 42 (only one shown) to beat.

Die elektrische Kraftunterstützung wird durch einen Controller 16 und einen Kraftunterstützungsaktuator mit einem Elektromotorantrieb 46 geschaffen. Der Controller 16 empfängt elektrische Leistung von einer elektrischen Leistungsquelle 10 des Fahrzeugs über eine Leitung 12, ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, auf der Leitung 14 und einen Säulenritzelwinkel von einem Säulendrehpositionssensor 32 auf der Leitung 20. Wenn das Lenkrad 26 gedreht wird, erfasst ein Drehmomentsensor 28 das auf das Lenkrad 26 durch den Fahrzeugfahrer aufgebrachte Drehmoment und liefert ein Fahrerdrehmomentsignal zum Controller 16 auf der Leitung 18. In Ansprechen auf das empfangene Fahrzeuggeschwindigkeits-, Fahrerdrehmoment- und in einigen Fällen Säulenritzelwinkelsignal leitet der Controller 16 gewünschte Elektromotorströme ab und liefert derartige Ströme über einen Bus 22 zum Elektromotorantrieb 46, der eine Drehmomentunterstützung durch ein Schneckenrad 47 und ein Motorritzel 48 zur Lenkwelle 29 liefert. Die Details hiervon sind im US-Patent US 5,982,067 A , erteilt an Sebastian u. a. am 9. November 1999, beschrieben. Ein Beispiel einer Ausführungsform des Controllers 16 ist im US-Patent US 5,668,722 A , erteilt an Kaufmann u. a. am 16. September 1997, beschrieben.The electrical power assistance is provided by a controller 16 and a power assist actuator with an electric motor drive 46 created. The controller 16 receives electrical power from an electrical power source 10 of the vehicle via a line 12 , a signal representing the vehicle speed on the line 14 and a column pinion angle from a column rotation position sensor 32 on the line 20 , When the steering wheel 26 is rotated, detects a torque sensor 28 that on the steering wheel 26 torque applied by the vehicle driver and provides a driver torque signal to the controller 16 on the line 18 , In response to the received vehicle speed, driver torque, and in some instances, columnar angle signal, the controller directs 16 desired electric motor currents and supplies such currents via a bus 22 to the electric motor drive 46 , which provides torque assistance by a worm wheel 47 and a motor pinion 48 to the steering shaft 29 supplies. The details of this are in the US patent US 5,982,067 A , issued to Sebastian et al. on November 9, 1999. An example of an embodiment of the controller 16 is in the US patent US 5,668,722 A , issued to Kaufmann et al. on September 16, 1997.

1B stellt ein Beispiel eines REPS-Systems dar. Das elektrische Servolenksystem 60 umfasst einen herkömmlichen Zahnstangen-Lenkmechanismus 62, der eine Zahnstange 64 umfasst, die mit den Spurstangen (nicht dargestellt) zum Lenken des Einschlags der Reifen (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Lenksäule weist eine untere Anordnung 66 mit einem Säulenritzel 68 auf, das mit den Zähnen 70 der Zahnstange 64 in Eingriff steht, so dass die Drehung der Lenksäule ein Drehmoment an der Zahnstange aufbringt, das dazu führt, dass sich sie Zahnstange in Abhängigkeit von der Richtung der Drehung der Lenksäule nach links oder rechts verlagert. Der Elektromotorantrieb 72 des elektrischen Servolenksystem ist mit der Zahnstange durch ein Motorritzel 74 verzahnt verbunden, wobei das Motorritzel beispielsweise durch eine Riemen- oder Zahnradschnittstelle über beispielsweise einen Kugelumlaufspindelmechanismus 76 mechanisch verbunden sein kann. Der elektrische Betrieb ist wie im Allgemeinen in Bezug auf 1A beschrieben, da sie an die Konfiguration von 1B angepasst ist. 1B represents an example of a REPS system. The electric power steering system 60 includes a conventional rack and pinion steering mechanism 62 that a rack 64 which is connected to the tie rods (not shown) for steering the impact of the tires (not shown). The steering column has a lower arrangement 66 with a column sprocket 68 on, with your teeth 70 the rack 64 is engaged so that rotation of the steering column applies torque to the rack causing it to shift to the left or right depending on the direction of rotation of the steering column. The electric motor drive 72 The electric power steering system is connected to the rack by a motor pinion 74 toothed connected, wherein the motor pinion, for example, by a belt or gear interface via, for example, a ball screw mechanism 76 can be mechanically connected. The electrical operation is as generally related to 1A as described to the configuration of 1B is adjusted.

Zusätzliche Sensoren für sowohl CEPS als auch REPS sind verfügbar und werden häufig implementiert, um eine Motorrotorposition zu erhalten, die die Differenzierung dieser Signale in Bezug auf die Zeit ermöglicht, was schließlich Abschätzungen der Rotorgeschwindigkeit und -beschleunigung bereitstellt. Die Verwendung dieser differenzierten Signale, um vorteilhafte elektrische Steuereigenschaften zu schaffen, wird in nachfolgenden Absätzen beschrieben und wird für den Leser ersichtlich. Im Fall von einigen bürstenlosen Motormechanisierungen wird ferner die Rotorposition auch zum magnetischen Verteilen von Leistung zu einem Rotor verwendet, dessen Position relativ zu einem stationären Element, z. B.: stationären Wicklungen, die mit einem drehbaren Permanentmagnetrotor zusammenwirken, bekannt sein muss. Mehrere Motorkonfigurationen sind zum Erreichen eines gewünschten mechanischen Drehmoments am Rotor möglich, wie z. B. Bürstenmotoren, induktive Motoren und Synchronmotoren als Beispiele. Diese Mechanisierungen und die Praktiken, die der Erzeugung von mechanischen Drehmomenten zwischen stationären und drehbaren Bauteilen von Motorelementen zugeordnet sind, sind dem Fachmann auf dem Gebiet von Elektromotoren nicht nur für Lenksysteme, sondern im Allgemeinen für die Erzeugung von mechanischen Drehmomenten durch Tätigkeiten von Elektromotoren in Geräten, Gebläsen, Schwungrädern und anderen Industriemaschinen unter Verwendung von drehbaren Antriebsaggregaten gut bekannt.Additional sensors for both CEPS and REPS are available and are often implemented to obtain a motor rotor position that allows differentiation of these signals with respect to time, ultimately providing estimates of rotor speed and acceleration. The use of these differentiated signals to provide advantageous electrical control characteristics is described in subsequent paragraphs and will be apparent to the reader. Further, in the case of some brushless motor mechanization, the rotor position is also used to magnetically distribute power to a rotor whose position relative to a stationary element, e.g. B .: stationary windings, which interact with a rotatable permanent magnet rotor must be known. Several Motor configurations are possible to achieve a desired mechanical torque on the rotor, such. As brush motors, inductive motors and synchronous motors as examples. These mechanizations and the practices associated with the generation of mechanical torques between stationary and rotatable components of motor elements are well known to those skilled in the art of electric motors not only for steering systems, but generally for the generation of mechanical torques by activities of electric motors in equipment , Blowers, flywheels and other industrial machines using rotary drive units well known.

Ungleichmäßige Bedingungen des rotierenden Reifens, des Rades, des Bremsenrotors und der Lagernaben eines Kraftfahrzeugs können periodische Vibrationen isoliert von oder zusätzlich zu durch die Straße induzierten Vibrationen auf sogar äußerst ebenen Straßenoberflächen verursachen. Diese Vibrationen können ferner eine wiederkehrende, periodische Torsionsvibration am Lenkrad, die allgemein als ”Rütteln” bezeichnet wird, aufweisen, wobei dieses Rütteln mit zunehmender Geschwindigkeit ausgeprägter ist und bei Geschwindigkeiten von mehr als ungefähr 50 Meilen pro Stunde (mph) am deutlichsten ist. Diese ungleichmäßigen, periodischen Bedingungen verursachen, dass die Zahnstange des Lenksystems mit einer Periodizität in Bezug auf die Periodizität des Rüttelns vibriert, und ist im Allgemeinen zwischen etwa 10 und 20 Hz am deutlichsten. Das Rütteln kann durch den Fahrer am Lenkrad als periodische Drehvibration, die als ”Rütteln bei ebener Straße” (SRS) bekannt ist, gespürt werden, die im Allgemeinen zwischen etwa 10 und 20 Hz bei Geschwindigkeiten im Allgemeinen zwischen ungefähr 50 und 100 mph am deutlichsten ist. Bei 50 mph tritt das Rütteln auf ebener Straße bei ungefähr 10 Hz auf, dessen Frequenz eine näherungsweise lineare Funktion der Geschwindigkeit ist, so dass bei 100 mph das Rütteln auf ebener Straße bei ungefähr 20 Hz auftritt.Uneven conditions of the rotating tire, wheel, brake rotor, and hub of a motor vehicle may cause periodic vibrations isolated from or in addition to road-induced vibrations on even extremely flat road surfaces. These vibrations may also include a recurring, periodic torsional vibration on the steering wheel, commonly referred to as "jarring", which jarring is more pronounced with increasing speed and is most pronounced at speeds greater than about 50 miles per hour (mph). These uneven, periodic conditions cause the steering shaft of the steering system to vibrate with a periodicity with respect to the periodicity of the jarring, and is generally most apparent between about 10 and 20 Hz. The jarring may be felt by the driver on the steering wheel as a periodic torsional vibration known as "Shallow Road" (SRS), which is generally most apparent between about 10 and 20 Hz at speeds generally between about 50 and 100 mph is. At 50 mph, jogging occurs on a level road at approximately 10 Hz, whose frequency is an approximately linear function of speed, so that at 100 mph, jogging occurs on a level road at approximately 20 Hz.

Auf dem Fachgebiet besteht daher ein Bedarf an einer gewissen Methode, die die Dämpfung des Rüttelns auf ebener Straße, insbesondere eine dynamische Dämpfung in Ansprechen auf verschiedene Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs, schafft.There is therefore a need in the art for a certain method which provides for the dampening of shaking on a level road, in particular dynamic damping in response to different speeds of the motor vehicle.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zum Schaffen einer maximalen dynamischen Steifigkeit für die Zahnstange des elektrischen Servolenksystems (EPS-Systems), die abgestimmt ist, um das Rütteln auf ebener Straße (SRS) am Lenkrad zu dämpfen.The object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous further developments emerge from the subclaims. The present invention is a method of providing maximum dynamic stiffness to the rack of the electric power steering system (EPS system) that is tuned to dampen the SRS on the steering wheel.

Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird eine verringerte Fahrzeugempfindlichkeit gegen Torsions-SRS am Lenkrad durch eine selektiv erhöhte rückwärts angesteuerte Translationsimpedanz des Lenksystems durch die strategische Erzeugung eines effektiven dynamisch abgestimmten Vibrationsabsorbers (TVA) geschaffen, bestehend aus der existierenden EPS-Motorträgheit, gestützt auf die Torsionssteifigkeit des Säulenritzels, von Verbindungswellen und Verbindungsdrehkopplungen mit der Zahnstange im Fall eines REPS-Systems oder der Säulenverzahnung, Verbindungswellen und Verbindungsdrehkopplungen im Fall eines CEPS-Systems, die gemeinsam als EPS-Motoranordnung bezeichnet werden. Die rückwärts angesteuerte Translationsimpedanz ist das Verhältnis der aufgebrachten Kraft zur Zahnstangenbewegung am Zahnstangenende in einer konzeptionellen Konfiguration des Lenksystems, die ansonsten zu jener der Konfiguration des Lenksystems im Fahrzeug identisch ist, außer dass die Spurstangen abgetrennt sind und eine Antriebskraft an der Zahnstange aufgebracht wird. In dieser Konfiguration bleibt das Lenkrad am Lenksystem mittels aller Bauteile, die normalerweise im Fahrzeug verwendet werden, befestigt, d. h. Lenksäule, Umhüllungen, Zwischenverbindungswellen, Gelenkverbindungen und dergleichen. Messungen dieser Impedanzen sind auch an Laborprüfständen erhältlich, wo das Lenkuntersystem am Stand verdoppelt wird und Kräfte an dem Zahnstangenende ausgeübt werden, die die Fahrzeugdynamikbedingungen simulieren, mit denen die hierin zitierten Effekte beobachtbar und quantifizierbar sind. Im Frequenzbereich ist die Impedanz die Zeigergröße des Verhältnisses der komplexen Größen der Kraft durch Translationsverlagerung für ein Translationssystem und des Drehmoments durch Drehverlagerung für ein Drehsystem. Der Begriff Zahnstangen-Translationssteifigkeit ist der Betrag der Translationsimpedanz und ist eine skalare Größe. Der Begriff Zahnstangen-Drehimpedanz kann verwendet werden, um den Beitrag eines Motorsystems, das an der Zahnstange (REPS) oder an der Lenkwelle (CEPS) befestigt ist, der durch das Verhältnis der Zeiger des Drehmoments an der Befestigung durch Winkelverlagerung an der Befestigung definiert ist, zu beschreiben. Der Begriff Zahnstangen-Drehsteifigkeit ist der Betrag der Drehimpedanz und ist eine skalare Größe. Für die REPS sind die Zahnstangen-Drehsteifigkeit und ihr Beitrag zur Zahnstangen-Translationssteifigkeit proportional und stehen mit dem Quadrat des effektiven Motorwellen-Zahnstangenritzel-Radius in Beziehung. Für die CEPS sind die Zahnstangen-Drehsteifigkeit und ihr Beitrag zur Zahnstangen-Translationssteifigkeit proportional und stehen mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses an den Lenk- und Motorantriebs-Verbindungswellen zum effektiven Ritzelradius an der Zahnstange in Beziehung. Diese äquivalenten Impedanzbeziehungen an den Translations- und Drehelementen der REPS- und CEPS-Systeme sind für viele direkte und in Kaskade geschaltete Verzahnungsmechanismen typisch und werden üblicherweise verwendet, um die Dynamik von vielen herkömmlichen verzahnten Konfigurationen für ähnliche Analysen zu charakterisieren. Alle diese Beschreibungen und Beziehungen ferner zwischen den dynamischen Kräften, Drehmomenten und Verlagerungen sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Dynamikanalyse gut bekannt und werden von ihm üblicherweise praktiziert. Der Begriff ”Zahnstangensteifigkeit” kann daher entweder für die ”Zahnstangen-Drehsteifigkeit” oder die ”Zahnstangen-Translationssteifigkeit” für die vorstehend genannten Beziehungen gelten.In accordance with the method of the present invention, reduced vehicle sensitivity to torsional SRS on the steering wheel is provided by selectively increasing the reverse steering translational impedance of the steering system through the strategic generation of an Effective Dynamically Tuned Vibration Absorber (TVA) consisting of the existing EPS motor inertia based on the Column pinion torsional stiffness, connecting shafts and link rotations with the rack in the case of a REPS system or columnar splines, connecting shafts and joint rotations in the case of a CEPS system, collectively referred to as EPS motor assembly. The reverse driven translational impedance is the ratio of applied force to rack-and-pinion movement in a conceptual configuration of the steering system that is otherwise identical to that of the steering system configuration in the vehicle, except that the tie-rods are disconnected and a drive force is applied to the rack. In this configuration, the steering wheel remains attached to the steering system by means of all the components normally used in the vehicle, ie, steering column, shrouds, interconnecting shafts, articulations, and the like. Measurements of these impedances are also available on laboratory test rigs where the steering subsystem is doubled at the stall and forces are applied to the rack end that simulate the vehicle dynamics conditions with which the effects cited herein are observable and quantifiable. In the frequency domain, the impedance is the pointer magnitude of the ratio of the complex magnitudes of the force by translational displacement for a translation system and rotational displacement torque for a rotary system. The term rack translational stiffness is the magnitude of the translational impedance and is a scalar quantity. The term rack-and-pinion impedance may be used to refer to the contribution of a motor system attached to the rack (REPS) or to the steering shaft (CEPS) defined by the ratio of the torques of the torque to the attachment by angular displacement at the attachment , to describe. The term rack torsional stiffness is the amount of angular momentum and is a scalar quantity. For the REPS, rack torsional stiffness and its contribution to rack translational stiffness are proportional and related to the square of the effective motor shaft rack pinion radius. For the CEPS, the rack torsional stiffness and its contribution to rack translational stiffness are proportional and are effective with the square of the gear ratio at the steering and motor drive connecting shafts Pinion radius on the rack in relation. These equivalent impedance relationships at the translational and rotational elements of the REPS and CEPS systems are typical of many direct and cascaded gearing mechanisms and are commonly used to characterize the dynamics of many conventional gearing configurations for similar analyzes. All of these descriptions and relationships, moreover, between the dynamic forces, torques, and displacements are well known and commonly practiced by those skilled in the art of dynamics analysis. The term "rack stiffness" may therefore apply to either the "rack torsional stiffness" or the "rack translational stiffness" for the above relationships.

Die Resonanzfrequenz des mechanisch abgestimmten TVA gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung liegt in der Nähe von Frequenzen, die üblicherweise für SRS angetroffen werden. Diese Resonanzfrequenz wird dann als weiterer Aspekt des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit dynamisch verändert, um den periodischen SRS-Gehalt vorteilhaft zu unterdrücken, z. B.: über die Verwendung von geschwindigkeitsempfindlicher ”Trägheitskompensation”, wobei sich der Begriff ”Trägheitskompensation” auf das Aufbringen eines Drehmoments durch selektives Modifizieren des Stroms im EPS-Motor in Ansprechen auf die gemessene oder berechnete Motorrotorbeschleunigung über die 2. Zeitableitung der Motorposition bezieht, was die scheinbare mechanische Gesamtträgheit des Motorrotors, einschließlich der kombinierten Effekte der mechanischen Trägheit und des aufgebrachten auf die Beschleunigung ansprechenden Motordrehmoments, entweder erhöhen oder verringern soll. Ein zusätzlicher Aspekt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung umfasst eine geschwindigkeitsempfindliche Kompensationsdämpfung, die die Eigenschaften der mechanischen Quelle(n) der Dämpfung widerspiegelt, nämlich: EPS-Motorrotor-Boden- oder Reihentorsionswellendämpfung, wobei die Reihentorsionswellendämpfung die Dämpfung der Verbindungswellen und Zahnradelemente umfasst, so dass die Dämpfung durch eine relative Bewegung der verbundenen Elemente, z. B. zwischen dem Motorrotor und dem Verbindungsritzel oder einer anderen drehbaren Verbindung, durch eine kleine, aber von null verschiedene relative Winkelbewegung dieser Verbindungselemente und nicht ihrer Gesamtbewegung relativ zum Gehäuse oder zur Stützstruktur (”Boden”), erhalten wird. Das Aufbringen dieser auf die Geschwindigkeit ansprechenden Drehmomente wird entweder durch tatsächliche Detektion der relativen Bewegung über Sensoren oder Folgerung durch die Verwendung einer teilweisen Detektion und Abhängigkeit von der vorherrschenden Dynamik, um relative Bewegungen abzuschätzen, gefolgt von den aufgebrachten Drehmomenten, die zu diesen Geschwindigkeitsbewegungen proportional sind, erreicht. Die aufgebrachten auf die Geschwindigkeit ansprechenden Motordrehmomente können eine Polarität aufweisen, um die scheinbare mechanische Dämpfung entweder zu erhöhen oder üblicher und konsistent mit den Lehren hierin zu verringern, was zu vorteilhaften mechanischen dynamischen Eigenschaften führt, wie im Folgenden beschrieben.The resonant frequency of the mechanically tuned TVA according to the method of the present invention is in the vicinity of frequencies commonly found for SRS. This resonant frequency is then dynamically varied as a further aspect of the method according to the present invention as a function of vehicle speed to favorably suppress the periodic SRS content, e.g. On the use of velocity-sensitive "inertia compensation", where the term "inertia compensation" refers to the application of torque by selectively modifying the current in the EPS motor in response to the measured or calculated motor rotor acceleration over the second time derivative of motor position, which should either increase or decrease the apparent total mechanical inertia of the motor rotor, including the combined effects of mechanical inertia and applied acceleration responsive engine torque. An additional aspect of the method of the present invention includes velocity-sensitive compensation loss reflecting the characteristics of the damping mechanical source (s), namely: EPS motor rotor ground or series torsional wave attenuation, wherein the series torsion wave attenuation includes the attenuation of the connection shafts and gear elements such that the damping by a relative movement of the connected elements, for. B. between the motor rotor and the connecting pinion or other rotatable connection, by a small but non-zero relative angular movement of these connecting elements and not their overall movement relative to the housing or the support structure ("bottom") is obtained. The application of these speed responsive torques is accomplished either by actual detection of the relative motion across sensors or by the use of partial detection and dependence on the prevailing dynamics to estimate relative motions, followed by the applied torques proportional to these velocity motions , reached. The applied speed-responsive motor torques may have a polarity to either increase the apparent mechanical damping, or more generally and consistently, to reduce the teachings herein, resulting in advantageous mechanical dynamic properties, as described below.

Das SRS-Dämpfungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: Schaffen eines mechanisch abgestimmten dynamischen Torsionssystems (TVA) mit der EPS-Motorträgheit, gestützt auf die Verbindungszahnräder und die Verbindungswelle mit entweder der Zahnstange (REPS-System) oder den Zahnrädern und der Welle der Lenksäule (CEPS-System); das mechanische Abstimmen des TVA in Bezug auf einen mittleren Bereich des Frequenzbandes des SRS, beispielsweise eine Frequenz von etwa 15 Hz für ein SRS-Frequenzband von ungefähr 10 Hz bis 20 Hz; das dynamische Verschieben der Abstimmfrequenz des TVA durch eine durch einen Controller gelenkte geschwindigkeitsempfindliche ”Trägheitskompensation” über die Steuerung des Stroms im EPS-Motor, was die effektive Resonanzfrequenz des TVA verschiebt, was zu einer scheinbaren TVA-Nettoresonanzfrequenz bei der SRS-Frequenz führt; und eine durch den Controller gelenkte Dämpfungssteuerung, auch über die Steuerung des Stroms im Motor, die die Kombination von vorher existierenden mechanischen Dämpfungscharakteristiken und der Controller-Dämpfungskompensation als Folge der zeitverzögerten Trägheitskompensation, die für die Mehrheit der kombinierten mechanischen und elektronisch verstärkten TVA-Frequenzverschiebungen verwendet wird, kompensiert.The SRS damping method according to the present invention comprises: providing a mechanically tuned dynamic torsion system (TVA) with the EPS motor inertia, based on the connecting gears and the connecting shaft with either the rack (REPS system) or the gears and the shaft of the steering column ( CEPS system); mechanically tuning the TVA with respect to a mid range of the frequency band of the SRS, for example a frequency of about 15 Hz for an SRS frequency band of about 10 Hz to 20 Hz; dynamically shifting the tuning frequency of the TVA through a controller-controlled speed-sensitive "inertial compensation" via the control of the current in the EPS motor, which shifts the effective resonant frequency of the TVA, resulting in an apparent TVA net resonance frequency at the SRS frequency; and a controller steered damping control, also via control of the current in the motor, which uses the combination of pre-existing mechanical damping characteristics and controller damping compensation as a result of the time lag inertia compensation used for the majority of the combined mechanical and electronically amplified TVA frequency shifts is compensated.

Gemäß dem Verfahren vorliegenden Erfindung wird die dynamische Abstimmung des dynamisch abgestimmten Vibrationsabsorbers durch eine elektronische Steuerung der magnetischen Wechselwirkung innerhalb des EPS-Motors über die Steuerung des Stroms im EPS-Motor geschaffen, was effektiv eine simulierte Änderung der Trägheit des EPS-Motorrotors und dadurch eine daraus folgende Änderung der Resonanzfrequenz des TVA schafft.In accordance with the method of the present invention, the dynamic tuning of the dynamically tuned vibration absorber is provided by electronic control of the magnetic interaction within the EPS motor via control of the current in the EPS motor, which effectively simulates a change in the inertia of the EPS motor rotor consequent change in the resonant frequency of the TVA creates.

Das Nettoergebnis der Implementierung des SRS-Dämpfungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine signifikante multiplikative Erhöhung der Zahnstangensteifigkeit bei der SRS-Frequenz, dass das Lenkgetriebe für die dynamischen Lasten sehr steif gemacht wird und die dynamische Bewegung der Zahnstange relativ zum Gehäuse bei und nahe nur der SRS-Frequenz verringert wird. Dies führt wiederum zu einem verringerten Lenkradrütteln (d. h. kleine Hin- und Her-Winkelvibrationen) bei der SRS-Frequenz, woraufhin der Fahrer das SRS nicht bemerkt. Die Frequenzselektivität der Lenkgetriebesteifigkeit ermöglicht auch die separat konstruierte und durch den Controller ergänzte erwünschte Dynamik für vorwärts angesteuerte Eigenschaften, die sich auf die bevorzugte Lenk- und Handhabungsleistung auswirkt, die üblicherweise bei niedrigeren Frequenzen auftritt.The net result of implementing the SRS damping method according to the present invention is a significant multiplicative increase in rack stiffness at the SRS frequency, making the steering gear very stiff for the dynamic loads and the dynamic movement of the rack relative to the housing at and near only the SRS frequency is reduced. This in turn leads to reduced steering wheel shake (ie, small back and forth angle vibrations) at the SRS frequency. whereupon the driver does not notice the SRS. Steering gear stiffness frequency selectivity also allows for the separately designed and complemented by the controller desirable forward drive dynamics, which affect the preferred steering and handling performance that typically occurs at lower frequencies.

Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verringern der Fahrzeugempfindlichkeit gegen Torsions-SRS am Lenkrad zu schaffen, was durch selektives Erhöhen einer rückwärts angesteuerten Impedanz des Lenksystems über die strategische Erzeugung eines effektiven dynamisch abgestimmten Vibrationsabsorbers (TVA) mit der existierenden EPS-Motor-Trägheit, gestützt auf die Torsionssteifigkeit des Motorritzels, der Verbindungswellen und Kopplungen mit der Zahnstange im Fall eines REPS-Systems oder mit der Lenksäule im Fall eines CEPS-Systems, geschaffen wird.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of reducing vehicle sensitivity to torsional SRS on the steering wheel, by selectively increasing a reverse steering impedance of the steering system through the strategic generation of an effective dynamic tuned vibration absorber (TVA) with the existing EPS Motor inertia, based on the torsional stiffness of the engine pinion, the connecting shafts and couplings with the rack in the case of a REPS system or with the steering column in the case of a CEPS system is created.

Diese und zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Patentbeschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlicher.These and additional objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following specification of a preferred embodiment.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1A ist eine schematische Darstellung eines elektrischen Säulenservolenksystems (CEPS-Systems) des Standes der Technik. 1A is a schematic representation of a prior art electric column power steering (CEPS) system.

1B ist eine teilweise Schnittansicht eines elektrischen Zahnstangen-Servolenksystems (REPS-Systems) des Standes der Technik. 1B FIG. 10 is a partial sectional view of a prior art rack-and-pinion electric power steering system (REPS system). FIG.

2 ist ein Beispiel eines elektrischen Servolenksystems mit einem dynamisch abgestimmten Vibrationsabsorber (TVA), der dazu ausgelegt ist, gemäß dem Verfahren zur Dämpfung von Rütteln auf ebener Straße (SRS) zu arbeiten, gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 FIG. 14 is an example of a dynamic assisted vibration absorber (TVA) electric power steering system that is configured to operate in accordance with the SRS method according to the present invention.

3A ist eine schematische Darstellung der effektiven, vereinfachten Dynamik eines dynamisch abgestimmten TVA, wie beispielsweise in 2 gezeigt, gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung. 3A is a schematic representation of the effective, simplified dynamics of a dynamically tuned TVA, such as in 2 shown according to the method of the present invention.

3B ist eine schematische Darstellung, einschließlich der Betrachtung der Verzahnung und verteilten Torsionsnachgiebigkeit, der effektiven Dynamik eines dynamisch abgestimmten TVA von 3A gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung. 3B is a schematic representation, including the consideration of gearing and distributed torsional compliance, of the effective dynamics of a dynamically tuned TVA of 3A according to the method of the present invention.

4 ist ein Algorithmus für eine Musterimplementierung des SRS-Dämpfungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. 4 is an algorithm for a pattern implementation of the SRS attenuation method according to the present invention.

5 ist ein Graph der rückwärts angesteuerten Zahnstangen-Translationssteifigkeit als Funktion der Frequenz, der Diagramme der Zahnstangen-Translationssteifigkeit für eine Lenkanordnung, die die vorliegende Erfindung nicht verwendet, und für eine Lenkanordnung unter Verwendung der vorliegenden Erfindung angibt, die verstärkte Mittenfrequenzspitzen für die SRS-Dämpfung zeigen. 5 FIG. 12 is a graph of reverse-driven rack-and-pinion translational stiffness versus frequency plots of rack-and-pinion translational stiffness for a steering assembly not employing the present invention and for a steering assembly utilizing the present invention, the amplified center frequency peaks for SRS damping demonstrate.

6 veranschaulicht die Verwendung von Praktiken im Algorithmus 400 von 4, um die SRS-Frequenz zu bestimmen, gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 illustrates the use of practices in the algorithm 400 from 4 to determine the SRS frequency, according to the present invention.

7 veranschaulicht die Verwendung von Praktiken im Algorithmus 400 von 4, um das EPS-Motor-Drehmoment zu bestimmen, gemäß der vorliegenden Erfindung. 7 illustrates the use of practices in the algorithm 400 from 4 to determine the EPS motor torque according to the present invention.

8 veranschaulicht die Verwendung von adaptiven Praktiken im Algorithmus 400 von 4, um Steuerparameter zu aktualisieren, gemäß der vorliegenden Erfindung. 8th illustrates the use of adaptive practices in the algorithm 400 from 4 to update control parameters, according to the present invention.

9A ist ein erstes Diagramm, das eine erste und eine zweite vorbestimmte Amplitudengrenze, die in 8 verwendet werden, gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 9A FIG. 4 is a first diagram illustrating first and second predetermined amplitude limits, which are shown in FIG 8th used in accordance with the present invention.

9B ist ein zweites Diagramm, das eine erste und eine zweite vorbestimmte Phasenwinkelgrenze, die in 8 verwendet werden, gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 9B FIG. 14 is a second diagram illustrating first and second predetermined phase angle limits in FIG 8th used in accordance with the present invention.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Mit Bezug auf die Zeichnung stellen nun 2 bis 5 verschiedene Aspekte eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung dar, um das Rütteln auf ebener Straße (SRS) am Lenkrad eines Kraftfahrzeugs dynamisch zu dämpfen.With reference to the drawing now 2 to 5 Various aspects of a method according to the present invention to dynamically dampen the SRS on the steering wheel of a motor vehicle.

2 stellt ein Beispiel eines CEPS-Systems dar, das dazu ausgelegt ist, gemäß dem SRS-Dämpfungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu arbeiten. Ein Kraftfahrzeug 40' ist mit einem elektrischen Servolenksystem 100 versehen. Das elektrische Servolenksystem 100 kann einen herkömmlichen Zahnstangen-Lenkmechanismus 36 umfassen, der eine Zahnstange (nicht dargestellt) und ein Säulenritzel (nicht dargestellt) unter einem Zahnradgehäuse 52 umfasst. Wenn das Lenkrad 26 gedreht wird, dreht eine obere Lenkwelle 29 eine untere Welle 51 durch eine Verbindung 34; und die untere Lenkwelle 51 dreht das Säulenritzel. Die Drehung des Säulenritzels bewegt die Zahnstange, die Spurstangen 38 (nur eine gezeigt) bewegt, die Achsschenkel 39 (nur einer gezeigt) bewegen, um Reifen 42 (nur einer gezeigt) einzuschlagen. 2 FIG. 12 illustrates an example of a CEPS system designed to operate in accordance with the SRS damping method according to the present invention. A motor vehicle 40 ' is with an electric power steering system 100 Mistake. The electric power steering system 100 can be a conventional rack and pinion steering mechanism 36 comprising a rack (not shown) and a column pinion (not shown) under a gear housing 52 includes. When the steering wheel 26 is rotated, turns an upper steering shaft 29 a lower shaft 51 through a connection 34 ; and the lower steering shaft 51 turns the column sprocket. The rotation of the column pinion moves the rack, the tie rods 38 (only one shown) moves the knuckle 39 (only one shown) move to tires 42 (only one shown) to beat.

Die elektrische Kraftunterstützung wird durch einen Controller 16' und einen Kraftunterstützungsaktuator mit einem Elektromotorantrieb 104 geschaffen. Der Controller 16 empfängt elektrische Leistung von einer elektrischen Leistungsquelle 10 des Fahrzeugs über eine Leitung 12, ein Signal, das die Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, auf einer Leitung 14 und einen Säulenritzelwinkel von einem Säulendrehpositionssensor 32 auf einer Leitung 20. Wenn das Lenkrad 26 gedreht wird, erfasst ein Drehmomentsensor 28 das auf das Lenkrad 26 durch den Fahrzeugfahrer aufgebrachte Drehmoment und liefert ein Fahrerdrehmomentsignal zum Controller 16' auf der Leitung 18.The electrical power assistance is provided by a controller 16 ' and a power assist actuator with an electric motor drive 104 created. The controller 16 receives electrical power from an electrical power source 10 of the vehicle via a line 12 , a signal representing the vehicle speed on a line 14 and a column pinion angle from a column rotation position sensor 32 on a wire 20 , When the steering wheel 26 is rotated, detects a torque sensor 28 that on the steering wheel 26 torque applied by the vehicle driver and provides a driver torque signal to the controller 16 ' on the line 18 ,

In Ansprechen auf einen SRS-Abstimmcontroller 102, die empfangenen Fahrzeuggeschwindigkeits-, Fahrerdrehmoment-, Säulenritzelwinkel- und Rotorpositionssignale und in Verbindung mit dem SRS-Abstimmcontroller leitet der Controller 16' gewünschte Elektromotorströme ab und liefert derartige Ströme über einen Bus 22' zum Elektromotorantrieb 104, der eine Drehmomentunterstützung über ein Schneckenrad 106 und ein Motorritzel 108 zur Lenkwelle 29 liefert. Der SRS-Abstimmcontroller 102 empfängt elektrische Leistung (nicht dargestellt) von der elektrischen Leistungsquelle 10 des Fahrzeugs und kommuniziert über eine Leitung 110 bidirektional mit dem Controller 16. Der dynamisch abgestimmte Vibrationsabsorber (TVA) 112 besteht aus dem EPS-Motorantrieb 104, dem Schneckenrad 106 und dem Motorritzel 108, bestehend aus der existierenden EPS-Motor-Trägheit, gestützt auf die Torsionssteifigkeit des Säulenritzels, von Verbindungswellen und Kopplungen mit der Zahnstange in diesem CEPS-System oder des Säulenritzels, von Verbindungswellen und Drehkopplungen im Fall eines REPS-Systems, die gemeinsam als EPS-Motoranordnung bezeichnet werden.In response to an SRS tuning controller 102 , the received vehicle speed, driver torque, column pinion angle and rotor position signals, and in conjunction with the SRS tuning controller, the controller directs 16 ' desired electric motor currents and supplies such currents via a bus 22 ' to the electric motor drive 104 , which provides torque assistance via a worm wheel 106 and a motor pinion 108 to the steering shaft 29 supplies. The SRS tuning controller 102 receives electrical power (not shown) from the electrical power source 10 of the vehicle and communicates via a line 110 bidirectional with the controller 16 , The dynamically tuned vibration absorber (TVA) 112 consists of the EPS motor drive 104 , the worm wheel 106 and the motor pinion 108 consisting of the existing EPS motor inertia, based on the torsional rigidity of the column pinion, connecting shafts and couplings with the rack in this CEPS system or column pinion, connecting shafts and rotary joints in the case of a REPS system, collectively referred to as EPS Motor arrangement to be called.

3A ist eine schematische Darstellung 300 der effektiven, vereinfachten Dynamik eines dynamisch abgestimmten Vibrationsabsorbers (TVA), wie beispielsweise des TVA 112, gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann wird auch erkennen, dass, obwohl das umfassendere Diagramm 300 von 3B vorbestimmte lineare Dämpfungselemente c₁ bis c₅ zeigt, irgendwelche oder alle Dämpfungselemente c₁ bis c₅ infolge der grundlegenden Art der Dämpfungsursprünge in einer speziellen Mechanisierung Coulomb-Reibungs- und Haftreibungselemente sein können. 3A is a schematic representation 300 the effective, simplified dynamics of a dynamically tuned vibration absorber (TVA), such as the TVA 112 , according to the method of the present invention. The skilled person will also recognize that, although the more comprehensive diagram 300 from 3B predetermined linear damping elements c ₁ to c ₅ shows any or all of the damping elements c ₁ to c _{5 may be} due to the basic nature of the damping origins in a special mechanization Coulomb friction and static friction elements.

3B ist eine schematische Darstellung 300', einschließlich der Betrachtung der Verzahnung und verteilten Torsionsnachgiebigkeit, der effektiven Dynamik eines dynamisch abgestimmten Vibrationsabsorbers (TVA), beispielsweise des TVA 112 von 3A, gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung. 3B stellt die Trägheit I'_m des EPS-Motorrotors mit der Verzahnung mit dem Übersetzungsverhältnis N innerhalb des EPS-Motorantriebs 104, die effektive Torsionssteifigkeit k₁ bis k₅ an Verbindungswellen und Lagerabstützungen, die Trägheit I'_p des Motorritzels, effektive Dämpfungskoeffizienten c₁ bis c₅ aufgrund von EPS-Motorrotor-Lagerstütz- und Wellenkopplungen zwischen dem EPS-Motorrotor und dem Motorritzel 108 und Winkelbewegungsvariablen θ₁, θ₂, θ₃ und θ'_m, die Winkelverlagerungen darstellen, dar. Die Drehung des EPS-Motorrotors, der Welle des Zahnrades 106 und des Motorritzels 108 um die Achse A' kann im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn sein. Das durch den EPS-Motor aufgebrachte Drehmoment 314 und das Drehmoment 312 des Verbindungsgliedes am Ritzel sind auch gezeigt. Beide dieser Drehmomente können in zwei Richtungen existieren, daher werden sie als bipolare Drehmomente bezeichnet. Für ein spezielles Fahrzeugmodell werden I'_m, I'_p, k₁ bis k₅, c₁ bis c₅ und θ₁, θ₂, θ₃ und θ'_m durch auf dem Fachgebiet gut bekannte Verfahren gleichzeitig empirisch bestimmt, vorbestimmt oder berechnet, so dass der TVA 112 so abgestimmt wird, dass er bei einer vorbestimmten SRS-Frequenz, beispielsweise 15 Hz, mechanisch in Resonanz kommt. 3B is a schematic representation 300 ' including the consideration of gearing and distributed torsional compliance, the effective dynamics of a dynamically tuned vibration absorber (TVA), such as the TVA 112 from 3A , according to the method of the present invention. 3B represents the inertia I ' _{m of} the EPS motor rotor with the teeth with the ratio N within the EPS motor drive 104 , the effective torsional stiffness k ₁ to k ₅ on connecting shafts and bearing supports, the inertia I ' _{p of} the motor pinion, effective damping coefficients c ₁ to c ₅ due to EPS motor rotor bearing support and shaft couplings between the EPS motor rotor and the motor pinion 108 and angular motion variables θ ₁ , θ ₂ , θ ₃ and θ ' _m representing angular displacements. The rotation of the EPS motor rotor, the shaft of the gear 106 and the motor pinion 108 about axis A 'can be clockwise or counterclockwise. The torque applied by the EPS motor 314 and the torque 312 the link on the pinion are also shown. Both of these torques can exist in two directions, therefore they are referred to as bipolar torques. For a particular vehicle model, I ' _m , I' _p , k ₁ to k ₅ , c ₁ to c _5, and θ ₁ , θ ₂ , θ _3, and θ ' _m are simultaneously empirically determined, predetermined, or simultaneously determined by methods well known in the art calculated so that the TVA 112 is tuned to mechanically resonate at a predetermined SRS frequency, for example 15 Hz.

Unter dynamischen Winkelbewegungen, die äußerst klein sind, reagieren ferner Elemente wie z. B. Buchsen und Lager häufig mit einer stückweisen Torsionselastizität und müssen so in der Gesamtleistung durch die effektive Steifigkeit k₁ bis k₅ in Verbindung mit linearen Dämpfungselementen c₁ bis c₅ eingeschlossen werden. Ebenso können Kopplungen und Zahnräder mit Spiel behaftete Eigenschaften (nicht dargestellt) aufweisen, die die dynamischen Reaktionen weiter kompliziert machen. Mit angemessener Berücksichtigung aller dieser Komplikationen und ohne irgendeinen Verlust an Spezifität oder Allgemeinheit und für die Zwecke der Erläuterung von vereinfachten Darstellungen der wesentlichen Dynamik und vorteilhaften Wirkungen davon beinhaltet jedoch 3A effektive Trägheiten und effektive Verbindungsimpedanzen.Under dynamic angular movements, which are extremely small, further respond elements such. As bushings and bearings often with a piecewise torsional elasticity and so must in the overall performance be included by the effective stiffness k ₁ to k ₅ in conjunction with linear damping elements c ₁ to c ₅ . Likewise, couplings and gears may have playful characteristics (not shown) that further complicate the dynamic responses. However, with due regard to all of these complications, and without any loss of specificity or generality, and for the purpose of explaining simplified representations of the essential dynamics and beneficial effects thereof 3A effective inertia and effective connection impedances.

Folglich zeigt 3A ein Modell mit äquivalenten idealen linearen Darstellungen, wie es typischerweise auf dem Fachgebiet dargestellt wird, der effektiven Trägheit I_m des EPS-Motorrotors mit der Verzahnung (nicht dargestellt) innerhalb des EPS-Motorantriebs 104, der effektiven Torsionssteifigkeit k der Welle des Schneckenrades 106, der Trägheit I_p des Motorritzels, des effektiven Dämpfungskoeffizienten c_m aufgrund der EPS-Motorotor-Lagerabstützung und des effektiven Dämpfungskoeffizienten c der Wellenkopplungen des Schneckenrades 106 zwischen dem EPS-Motorrotor und dem Motorritzel 108. Die Drehung des EPS-Motorrotors, der Welle des Schneckenrades 106 und des Motorritzels 108 um die Achse A kann im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn sein. Für ein spezielles Fahrzeugmodell werden I_m, I_p, k, θ_p und θ_m durch auf dem Fachgebiet gut bekannte Verfahren gleichzeitig empirisch bestimmt, vorbestimmt oder berechnet, während die Dämpfungskoeffizienten c und c_m derart empirisch bestimmt werden, dass der TVA 112 so abgestimmt wird, dass er bei einer vorbestimmten SRS-Frequenz, beispielsweise 15 Hz, mechanisch in Resonanz kommt.Consequently shows 3A a model with equivalent ideal linear representations, as typically shown in the art, of the effective inertia I _{m of} the EPS motor rotor with the gearing (not shown) within the EPS motor drive 104 , the effective torsional stiffness k of the worm wheel shaft 106 , the inertia I _{p of} the engine pinion, the effective damping coefficient c _m due to the EPS motor rotor bearing support and the effective damping coefficient c of the worm wheel shaft couplings 106 between the EPS motor rotor and the motor pinion 108 , The rotation of the EPS motor rotor, the shaft of the worm wheel 106 and the motor pinion 108 about the axis A can be clockwise or counterclockwise. For a particular vehicle model, I _m , I _p , k, θ _p, and θ _m are empirically determined, predetermined, or calculated simultaneously by methods well known in the art, while the attenuation coefficients c and c _m are determined empirically such that the TVA 112 is tuned to mechanically resonate at a predetermined SRS frequency, for example 15 Hz.

Die Bewegungsgleichung des TVA 112 von 2 im Laplace-Transformationsbereich (s = Laplace-Variable) mit vereinfachten Controller-Ansprechdarstellungen 1. Ordnung, eine Praxis, die dem Fachmann gut bekannt ist, ist gegeben als:

wobei c, c_m und k vorher definiert wurden. θ_m und θ_p sind die Winkelbewegungsvariablen und stellen die Winkelverlagerung des EPS-Motorrotors bzw. des Motorritzels um die Welle des Schneckenrades 106 dar. γ_ic und γ_dc stellen Trägheits- bzw. Dämpfungskompensationsverstärkungen dar, um die erforderliche Menge an Drehmoment für die ”Trägheitskompensation” und ”Dämpfungskompensation” bei einer gegebenen SRS-Frequenz zu bestimmen. Die Werte für γ_ic werden für jede SRS-Frequenz und jedes Fahrzeugmodell berechnet und in eine erste Nachschlagetabelle gesetzt, während die Werte für γ_dc für jede SRS-Frequenz und jedes Fahrzeugmodell empirisch bestimmt werden und in eine zweite Nachschlagetabelle gesetzt werden. Die erste und die zweite Nachschlagetabelle befinden sich vorzugsweise innerhalb des SRS-Abstimmcontrollers 102. τ_ic und τ_dc stellen Zeitverzögerungen dar, die den entsprechenden Anwendungen der Trägheits- bzw. der Dämpfungskompensation zugeordnet sind, und werden empirisch bestimmt.The equation of motion of the TVA 112 from 2 in the Laplace transform domain (s = Laplace variable) with simplified 1st order controller response representations, a practice well known to those skilled in the art is given as:

where c, c _m and k were previously defined. θ _m and θ _p are the angular motion variables and represent the angular displacement of the EPS motor rotor and the motor pinion around the shaft of the worm wheel 106 γ _ic and γ _dc represent inertia compensation _gains to determine the amount of torque required for "inertia compensation" and "damping compensation" at a given SRS frequency. The values for γ _ic are calculated for each SRS frequency and each vehicle model and set in a first look-up table, while the values for γ _dc for each SRS frequency and vehicle model are determined empirically and placed in a second look-up table. The first and second lookup tables are preferably within the SRS Tuning Controller 102 , τ _ic and τ _dc represent time delays associated with the respective applications of inertia and attenuation compensation, respectively, and are determined empirically.

Entweder im REPS-System oder im CEPS-System kann die Zahnstangen-Drehimpedanz RS durch die Laplace-Transformation wie folgt ausgedrückt werden:

wobei

durch Auflösen der Gleichung (1) nach

erhalten wird.Either in the REPS system or in the CEPS system, the rack rotation impedance RS can be expressed by the Laplace transform as follows:

in which

by solving equation (1) for

is obtained.

In beiden Fällen impliziert idealerweise und praktisch unerreichbar, jedoch trotzdem aus Gründen der Vermittlung des Konzepts beschrieben, ein Betrag von Unendlich für die Zahnstangensteifigkeit, entweder Dreh- oder Translationssteifigkeit, bei einer gegebenen SRS-Frequenz eine lineare Verlagerung der Zahnstange von null, durch die die Lenkrad-Vibrationsaktivität bei dieser Frequenz null ist, woraufhin der Fahrer kein SRS bemerkt. Obwohl es mit praktischen Mechanisierungen und Controller-Eigenschaften unerreichbar ist, führt die Tendenz, eine Leistung zu erreichen, die näher an dieser idealen Abstraktion liegt, anstatt von dieser Bedingung mit einer nicht frequenzselektiven dynamischen Versteifung abzuweichen, beispielsweise zu einer verbesserten SRS-Leistung. In both cases, ideally and practically unattainable but nevertheless described for purposes of teaching the concept, an amount of infinity for rack stiffness, either rotational or translational stiffness, at a given SRS frequency implies a linear zero rack displacement by which the Steering wheel vibration activity at this frequency is zero, whereupon the driver does not notice any SRS. While unattainable with practical mechanization and controller properties, it tends to achieve performance closer to this ideal abstraction rather than deviating from this condition with non-frequency selective dynamic stiffening, such as improved SRS performance.

In Übereinstimmung mit der vorangehenden Beschreibung besteht das SRS-Dämpfungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung aus den folgenden Schritten, die mit Bezug auf 4 weiter spezifiziert werden sollen:

1. Mechanisches Abstimmen einer EPS-Motoranordnung durch auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren, damit sie bei einer vorbestimmten SRS-Frequenz in Resonanz kommt, beispielsweise einer mittleren SRS-Frequenz, wie beispielsweise 15 Hz, um einen mechanisch abgestimmten, dynamisch abgestimmten Vibrationsabsorber TVA, beispielsweise den TVA 112 von 2, bereitzustellen.
2. Dynamisches Abstimmen des TVA, beispielsweise des TVA 112 von 2, falls erforderlich, auf die SRS-Frequenz, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder dem periodischen dynamischen Gehalt, der im EPS-Drehmomentsensor gemessen wird, bestimmt wird, unter Verwendung einer ”Trägheitskompensation” über Steuern des Stroms für den EPS-Motor.
3. Minimieren der Dämpfung des TVA unter Verwendung einer ”Dämpfungskompensation” bei der bestimmten SRS-Frequenz durch Steuern des Stroms für den EPS-Motor, die die Kombination von vorher existierenden mechanischen Dämpfungscharakteristiken und der Controller-Dämpfungskompensation als Konsequenz der zeitverzögerten Trägheitskompensation, die für die Mehrheit von kombinierten mechanischen und elektronisch verstärkten TVA-Frequenzverschiebungen verwendet wird, kompensiert, um die Zahnstangensteifigkeit (Dreh- oder Translationssteifigkeit) bei der SRS-Frequenz zu maximieren, während die Vibrationsstabilität und die andere erwünschte Dynamik des TVA aufrechterhalten werden, und dadurch das Lenkradrütteln bei der SRS-Frequenz minimiert wird, wodurch der Fahrer das SRS am wenigsten bemerkt.

In accordance with the foregoing description, the SRS attenuation method according to the present invention consists of the following steps described with reference to FIGS 4 should be further specified:

1. Mechanically tuning an EPS motor assembly by techniques known in the art to resonate at a predetermined SRS frequency, such as an average SRS frequency, such as 15 Hz, about a mechanically tuned, dynamically tuned vibration absorber TVA, for example the TVA 112 from 2 to provide.
2. Dynamic tuning of the TVA, such as the TVA 112 from 2 if necessary, the SRS frequency determined from the vehicle speed and / or the periodic dynamic content measured in the EPS torque sensor using "inertia compensation" via control of the current for the EPS motor.
3. Minimize the attenuation of the TVA using "attenuation compensation" at the particular SRS frequency by controlling the current for the EPS motor, which combines the combination of pre-existing mechanical attenuation characteristics and controller attenuation compensation as a consequence of the time-delayed inertia compensation used for the majority of combined mechanical and electronically amplified TVA frequency shifts is used to maximize rack stiffness (rotational or translational stiffness) at the SRS frequency while maintaining the vibration stability and other desirable dynamics of the TVA, thereby shaking the steering wheel at the SRS frequency is minimized, causing the driver least noticed the SRS.

Um die Methode weiter zu erläutern und die konzeptionelle Vermittlung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ohne irgendeinen Verlust an Spezifität oder Allgemeinheit zu vereinfachen, können die Zeitverzögerungsterme τ_ic und τ_dc in Gleichung (1) beseitigt werden und I_p kann in 3 auf null gesetzt werden, wodurch die Dynamik verdeutlicht wird, die zu einer Übertragungsfunktion für die eingestellte Zahnstangen-Drehsteifigkeit im Laplace-Bereich führt, die gegeben ist als:

wobei T_p das am Motorritzel 108 aufgebrachte Drehmoment ist und Θ_p die Winkelverlagerung des Motorritzels um die Welle des Schneckenrades 106 darstellt.To further explain the method and to simplify the conceptual mediation of the method of the present invention without any loss of specificity or generality, the time delay terms τ _ic and τ _dc in equation (1) can be eliminated and I _p can in 3 are set to zero, thereby demonstrating the dynamics leading to a transfer function for the set rack-and-pinion torsional stiffness in the Laplace region given as:

where T _p that on the motor pinion 108 applied torque is and Θ _{p is} the angular displacement of the engine pinion around the shaft of the worm wheel 106 represents.

Damit der Betrag von Gleichung (3) idealerweise unendlich ist, ist erforderlich, dass der Betrag des Nenners von Gleichung (3) null ist. Die Terme im Nenner von Gleichung (3) können in zwei Gruppen aufgeteilt werden: wobei die erste Gruppe aus den drei Termen [k + I_ms² + γ_ics²] besteht und die zweite Gruppe aus den drei Termen [cs + c_ms + γ_dcs] besteht.For the magnitude of equation (3) to be ideally infinite, it is necessary that the magnitude of the denominator of equation (3) be zero. The terms in the denominator of equation (3) can be divided into two groups: where the first group consists of the three terms [k + I _m s ² + γ _ic s ² ] and the second group consists of the three terms [cs + c _m s + γ _dc s].

Für eine gegebene SRS-Frequenz sind die Terme der ersten Gruppe real und die s²-Terme stellen die mechanische Winkelbeschleunigung des EPS-Motorrotors und den auf die Winkelbeschleunigung ansprechenden Beitrag des EPS-Controllers dar, der aus der Differenzierung der EPS-Motorrotor-Positionssignale und der Verstärkung des Controllers bestimmt wird. Die Menge an EPS-Motor-Drehmoment, die für die ”Trägheitskompensation” erforderlich ist, um den TVA dynamisch auf die SRS-Frequenz abzustimmen, die aus der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, kann aus der Winkelbeschleunigung und den Parametern k, I_m, und γ_ic bestimmt werden, indem die Terme der ersten Gruppe gleich null gesetzt werden. Um die SRS-Frequenz dynamisch zu senken, wird die Menge des EPS-Motor-Drehmoments, die für die ”Trägheitskompensation” bestimmt wird, zu den mechanischen Trägheitseffekten, die durch die Zahnstange aufgebracht werden, addiert, um die resultierende effektive Trägheit zu erhöhen. Um die SRS-Frequenz dynamisch zu erhöhen, wird die Menge des EPS-Motor-Drehmoments, die für die ”Trägheitskompensation” bestimmt wird, von den mechanischen Trägheitseffekten, die durch die Zahnstange aufgebracht werden, subtrahiert, um die resultierende effektive Trägheit zu verringern. Dies wird als Strom für den EPS-Motor, der durch den Controller 16 in Verbindung mit dem SRS-Abstimmcontroller 102 geliefert wird, implementiert.For a given SRS frequency, the terms of the first group are real and the s ² terms represent the mechanical angular acceleration of the EPS motor rotor and the angular acceleration responsive contribution of the EPS controller resulting from the differentiation of the EPS motor rotor position signals and the gain of the controller is determined. The amount of EPS motor torque required for "inertia compensation" to dynamically tune the TVA to the SRS frequency determined from the vehicle speed may be determined from the angular acceleration and the parameters k, I _m , and γ _ic can be determined by setting the terms of the first group equal to zero. To dynamically decrease the SRS frequency, the amount of EPS motor torque determined for "inertia compensation" is added to the mechanical inertial effects applied by the rack to increase the resulting effective inertia. To dynamically increase the SRS frequency, the amount of EPS motor torque that is determined for "inertia compensation" is subtracted from the mechanical inertial effects applied by the rack to produce the resultant to reduce effective inertia. This is called current for the EPS motor, by the controller 16 in conjunction with the SRS tuning controller 102 is delivered implemented.

Für eine gegebene SRS-Frequenz sind die Terme der zweiten Gruppe imaginär und die 's'-Terme sprechen auf die Winkelgeschwindigkeit des EPS-Motorrotors an, die aus den EPS-Motorrotor-Positionssignalen bestimmt wird. Die Winkelgeschwindigkeit des EPS-Motorrotors erzeugt eine Dämpfung des TVA durch mechanische Wirkungen und die Menge des für die ideale ”Dämpfungskompensation” erforderlichen EPS-Motor-Drehmoments (d. h. Dämpfung von null oder unendliche Zahnstangen-Drehsteifigkeit) kann aus der Winkelgeschwindigkeit und den Parametern c, c_m und γ_dc bestimmt werden, indem die Terme der zweiten Gruppe gleich null gesetzt werden. Dies wird als Strom für den EPS-Motor, der durch den Controller 16' in Verbindung mit dem SRS-Abstimmcontroller 102 geliefert wird, implementiert, der die Kombination von vorher existierenden mechanischen Dämpfungscharakteristiken und der Controller-Dämpfungskompensation als Konsequenz der zeitverzögerten Trägheitskompensation, die für die Mehrheit der kombinierten mechanischen und elektronisch verstärkten TVA-Frequenzverschiebungen verwendet wird, kompensiert. Praktisch besteht jedoch eine minimale Dämpfungsgrenze oder maximale Zahnstangen-Drehsteifigkeit, die für jedes Fahrzeugmodell empirisch bestimmt werden, so dass beispielsweise der TVA hinsichtlich der Vibration instabil wird, wenn die Dämpfung unter diese minimale Dämpfungsgrenze verringert wird. Das dynamische Drehmomentsensorsignal kann nahe einer gegebenen SRS-Frequenz überwacht werden, um festzustellen, ob eine minimale Dämpfung erreicht wurde.For a given SRS frequency, the terms of the second group are imaginary and the 's' terms are responsive to the angular velocity of the EPS motor rotor determined from the EPS motor rotor position signals. The angular velocity of the EPS motor rotor produces damping of the TVA by mechanical effects, and the amount of EPS motor torque required for ideal "damping compensation" (ie, zero damping or infinite rack torsional stiffness) can be determined from the angular velocity and parameters c, c _m and γ _{dc are} determined by setting the terms of the second group equal to zero. This is called current for the EPS motor, by the controller 16 ' in conjunction with the SRS tuning controller 102 which compensates for the combination of pre-existing mechanical damping characteristics and controller damping compensation as a consequence of the time-delayed inertia compensation used for the majority of the combined mechanical and electronically amplified TVA frequency shifts. In practice, however, there is a minimum damping limit or maximum rack torsional stiffness that is empirically determined for each vehicle model, such that, for example, the TVA becomes unstable to vibration as the damping is reduced below this minimum damping limit. The dynamic torque sensor signal may be monitored near a given SRS frequency to determine if minimum damping has been achieved.

4 ist ein Algorithmus 400 zum Implementieren beispielsweise mit Bezug auf 2 des SRS-Dämpfungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. 4 is an algorithm 400 for implementing, for example, with reference to 2 the SRS damping method according to the present invention.

Im Block 402 wird der TVA 112 so abgestimmt, dass er bei einer vorbestimmten SRS-Frequenz, vorzugsweise der mittleren Frequenz des SRS, beispielsweise 15 Hz, mechanisch in Resonanz kommt, wie vorher beschrieben. Danach wird die Fahrzeuggeschwindigkeit im Block 404 erhalten und die SRS-Frequenz wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder dem periodischen dynamischen Gehalt, der im Drehmomentsensor gemessen wird, im Block 406 abgeschätzt. Wenn im Block 408 die SRS-Frequenz des Blocks 406 gleich der mechanischen Resonanzfrequenz des TVA 112 ist, geht die Steuerung zum Block 412 weiter. Ansonsten geht die Steuerung zum Block 410 weiter.In the block 402 becomes the TVA 112 tuned to mechanically resonate at a predetermined SRS frequency, preferably the average frequency of the SRS, for example 15 Hz, as previously described. After that, the vehicle speed is in the block 404 and the SRS frequency is calculated from the vehicle speed and / or the periodic dynamic content measured in the torque sensor in the block 406 estimated. If in the block 408 the SRS frequency of the block 406 equal to the mechanical resonance frequency of the TVA 112 is, the control goes to the block 412 further. Otherwise the control goes to the block 410 further.

Im Block 410 können die EPS-Motorrotor-Positionssignale verwendet werden, um die EPS-Motorrotor-Winkelgeschwindigkeit und -Winkelbeschleunigung zu erhalten, durch die das erforderliche EPS-Motor-Drehmoment berechnet werden kann, um den TVA dynamisch auf die im Block 406 bestimmte SRS-Frequenz abzustimmen, wie vorher beschrieben, wobei der Strom für den EPS-Motor, der vom Controller 16' in Verbindung mit dem SRS-Abstimmcontroller 102 geliefert wird, sich auf die dynamische Frequenzabstimmung des TVA auf die SRS-Frequenz auswirkt, wobei diese dynamische Abstimmung zu einer zeitverzögerten Trägheit des TVA führen kann. In dieser Hinsicht wird dann, wenn die SRS-Frequenz des Blocks 406 größer ist als die mechanische Resonanzfrequenz des TVA 112, die äquivalente Trägheit bei der SRS-Frequenz von seiner Trägheit bei der mechanischen Resonanzfrequenz durch die zeitverzögerte Trägheit des TVA verringert und die äquivalente Dämpfung bei der SRS-Frequenz wird von seiner Dämpfung bei der mechanischen Resonanzfrequenz durch die Eigendämpfung aufgrund der Zeitverzögerung, die der zeitverzögerten Trägheit des TVA zugeordnet ist, verringert; wohingegen, wenn die SRS-Frequenz des Blocks 406 geringer ist als die mechanische Resonanzfrequenz des TVA 112, dann die äquivalente Trägheit bei der SRS-Frequenz von seiner Trägheit bei der mechanischen Resonanzfrequenz durch die zeitverzögerte Trägheit des TVA erhöht wird und die äquivalente Dämpfung bei der SRS-Frequenz von seiner Dämpfung bei der mechanischen Resonanzfrequenz durch die Eigendämpfung aufgrund der Zeitverzögerung, die der zeitverzögerten Trägheit des TVA zugeordnet ist, erhöht wird.In the block 410 For example, the EPS motor rotor position signals can be used to obtain the EPS motor rotor angular velocity and angular acceleration, which can be used to calculate the required EPS motor torque to dynamically adjust the TVA to that in the block 406 to tune certain SRS frequency as previously described, taking the current for the EPS motor provided by the controller 16 ' in conjunction with the SRS tuning controller 102 which affects the dynamic frequency tuning of the TVA to the SRS frequency, which dynamic tuning can lead to a time-delayed inertia of the TVA. In this regard, then, if the SRS frequency of the block 406 greater than the mechanical resonance frequency of the TVA 112 The equivalent inertia at the SRS frequency is reduced by its inertia at the mechanical resonant frequency by the time-delayed inertia of the TVA, and the equivalent attenuation at the SRS frequency is determined by its attenuation at the mechanical resonant frequency due to the internal delay due to the time delay, that of the time delay Inertia of the TVA is reduced; whereas, if the SRS frequency of the block 406 is less than the mechanical resonance frequency of the TVA 112 , then the equivalent inertia at the SRS frequency is increased from its inertia at the mechanical resonant frequency by the time-delayed inertia of the TVA, and the equivalent attenuation at the SRS frequency from its attenuation at the mechanical resonant frequency by the internal delay due to the time delay that the time-delayed inertia of the TVA is increased.

Im Block 412 wird das EPS-Motor-Drehmoment bestimmt, um die Dämpfung zu minimieren und die Zahnstangen-Drehsteifigkeit zu maximieren, während die Vibrationsstabilität des TVA für die im Block 406 bestimmte SRS-Frequenz, wie vorstehend beschrieben, aufrechterhalten wird. Danach geht die Steuerung zum Block 414 weiter.In the block 412 The EPS motor torque is determined to minimize damping and to maximize rack torsional rigidity while maintaining the vibration stability of the TVA for the in-block 406 certain SRS frequency, as described above, is maintained. Thereafter, the controller goes to the block 414 further.

Im Block 414 wird das im Block 412 bestimmte EPS-Motor-Drehmoment auf den TVA (d. h. die EPS-Motoranordnung) aufgebracht, um eine minimale Dämpfung und eine maximale Zahnstangen-Drehsteifigkeit bei der im Block 406 bestimmten SRS-Frequenz zu erreichen, wobei der Strom für den EPS-Motor, der vom Controller 16' in Verbindung mit dem SRS-Abstimmcontroller 102 geliefert wird, sich auf die Minimierung der Dämpfung bei der SRS-Frequenz auswirkt, was die Kombination der vorher existierenden mechanischen Dämpfungscharakteristiken und der Controller-Dämpfungskompensation als Konsequenz der zeitverzögerten Trägheitskompensation, die für die Mehrheit der kombinierten mechanischen und elektronisch verstärkten TVA-Frequenzverschiebungen verwendet wird, kompensiert. Die Steuerung geht dann zum Block 416 weiter, in dem das Drehmomentsensorsignal gemessen und analysiert wird. Danach geht die Steuerung zum Block 418 weiter.In the block 414 will that be in the block 412 Certain EPS motor torque is applied to the TVA (ie, the EPS motor assembly) to provide minimum damping and maximum rack torsional stiffness in the block 406 to achieve specific SRS frequency, with the power for the EPS motor coming from the controller 16 ' in conjunction with the SRS tuning controller 102 which has the effect of minimizing the attenuation at the SRS frequency, which is the combination of the pre-existing mechanical damping characteristics and the controller damping compensation as a consequence of the time delay Inertial compensation, which is used for the majority of the combined mechanical and electronically amplified TVA frequency shifts compensated. The controller then goes to the block 416 continue, in which the torque sensor signal is measured and analyzed. Thereafter, the controller goes to the block 418 further.

Wenn im Block 418 die Analyse des Drehmomentsensorsignals im Block 416 auf eine angemessene Kompatibilität (siehe nachstehend) zwischen der Dynamik und der Kompensation hinweist und keine Aktualisierungen an den Kompensationseigenschaften oder -tabellen gerechtfertigt sind (siehe nachstehend), dann geht die Steuerung zum Block 404 weiter, in dem der Algorithmus 400 abgesehen vom Block 402 erneut beginnt. Ansonsten geht die Steuerung zum Block 420 weiter.If in the block 418 the analysis of the torque sensor signal in the block 416 indicates appropriate compatibility (see below) between the dynamics and the compensation, and no updates to the compensation characteristics or tables are warranted (see below), then control goes to the block 404 Next, in which the algorithm 400 apart from the block 402 starts again. Otherwise the control goes to the block 420 further.

Wenn im Block 420 eine ausreichende Anzahl von Analysen stattgefunden haben, in denen Leistungsmetriken vorbestimmte Grenzen überschreiten, was auf Abweichungen von der erwarteten Leistung hinweist, so dass auf der Basis von vorbestimmten Erwägungen (siehe nachstehend) ein Bedarf besteht, Parameter für die Kompensationseigenschaften oder -tabellen zu aktualisieren, geht die Steuerung zum Block 422 weiter. In dieser Hinsicht umfassen Abweichungen von der erwarteten Leistung, die auf einen Bedarf an einer Aktualisierung von Parametern für die Kompensationseigenschaften oder -tabellen hinweisen, als nicht begrenzende Beispiele: Differenzen der detektierten gegenüber der erwarteten Frequenz des periodischen Gehalts im Drehmomentsensorsignal, eine scheinbare Dämpfung, die bei oder nahe der periodischen Frequenz beobachtbar ist, und die detektierte gegenüber der erwarteten Amplitude des periodischen Gehalts im Drehmomentsignal. Diese Abweichungen können ferner detektiert werden oder ihre Anwesenheit kann bestätigt werden, indem Steuerparameter geändert werden und die Konsequenzen der Änderungen im Drehmomentsensor gemessen werden. Wenn die Abweichungen groß genug sind oder ein Muster von Abweichungen (z. B.: Ereignisrate von Abweichungen bei isolierten Geschwindigkeiten) ersichtlich wird, existiert ein Bedarf, Kompensationseigenschaften oder -tabellen zu aktualisieren.If in the block 420 a sufficient number of analyzes have taken place in which performance metrics exceed predetermined limits, indicating deviations from the expected performance, so that based on predetermined considerations (see below) there is a need to update parameters for the compensation characteristics or tables, the controller goes to the block 422 further. In this regard, deviations from expected performance indicative of a need to update parameters for the compensation characteristics or tables include, as non-limiting examples: differences in the detected versus expected frequency of the periodic content in the torque sensor signal, apparent attenuation is observable at or near the periodic frequency, and the detected versus the expected amplitude of the periodic content in the torque signal. These deviations may also be detected or their presence confirmed by changing control parameters and measuring the consequences of the changes in the torque sensor. If the deviations are large enough or a pattern of deviations (e.g., event rate of deviations at isolated speeds) becomes apparent, there is a need to update compensation characteristics or tables.

Im Block 422 werden die Parameter für die Kompensationseigenschaften und -tabellen aktualisiert. Danach geht die Steuerung zum Block 404 weiter, in dem der Algorithmus 400 abgesehen vom Block 402 erneut beginnt.In the block 422 the parameters for the compensation properties and tables are updated. Thereafter, the controller goes to the block 404 Next, in which the algorithm 400 apart from the block 402 starts again.

Der Fachmann auf dem Gebiet wird die Maßnahmen, die in den Blöcken 418, 420 und 422 ergriffen werden, als adaptiv erkennen, was impliziert, dass Änderungen an den Steuerparametern gerechtfertigt sind und für eine verbesserte dynamische Leistung implementiert werden. Solche Berichtigungen der Parameter können in Abhängigkeit von der Größe der in diesen adaptiven Blöcken implementierten inkrementalen Änderungen aggressiv oder dezent sein. Diese adaptiven Praktiken sind dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannt, wobei das Ausmaß der Parameteränderung über die Zeit, d. h. ihre aggressive oder dezente Art, durch die Schleifenzeiten des Prozesses und den Bruchteil der vorgeschlagenen Parameteränderung, die im Block 422 übernommen wird, bestimmt ist.The expert in the field will take the measures that are in the blocks 418 . 420 and 422 are adaptive, implying that changes to the control parameters are justified and implemented for improved dynamic performance. Such adjustments of the parameters may be aggressive or subtle, depending on the size of the incremental changes implemented in these adaptive blocks. These adaptive practices are well known to those skilled in the art, with the extent of the parameter change over time, ie, their aggressive or subtle nature, by the loop times of the process and the fraction of the proposed parameter change set forth in Block 422 is assumed, is determined.

6 und 7 veranschaulichen die Verwendung von Praktiken im Algorithmus 400 von 4, die mit oder ohne adaptive Praktiken anwendbar sind; 8 bis 9B veranschaulichen die Verwendung von adaptiven Praktiken im Algorithmus 400. 6 and 7 illustrate the use of practices in the algorithm 400 from 4 that are applicable with or without adaptive practices; 8th to 9B illustrate the use of adaptive practices in the algorithm 400 ,

6 zeigt die Verwendung von beispielhaften Praktiken im Algorithmus 400 von 4, um die SRS-Frequenz des Blocks 406 zu bestimmen, gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 demonstrates the use of example practices in the algorithm 400 from 4 to the SRS frequency of the block 406 to be determined according to the present invention.

7 veranschaulicht die Verwendung von Praktiken im Algorithmus 400 von 4, um das EPS-Motor-Drehmoment zu bestimmen, gemäß der vorliegenden Erfindung. In 7 werden die erste und die zweite Ableitung von gemessenen Werten von θ_m verwendet, um die Winkelgeschwindigkeit ω_m bzw. die Winkelbeschleunigung α_m zu bestimmen. Die Winkelgeschwindigkeit ω_m und die Winkelbeschleunigung α_m werden mit γ_dc bzw. γ_ic multipliziert, um das Dämpfungskompensationsdrehmoment auf der Leitung 702 und das Trägheitskompensationsdrehmoment auf der Leitung 704 zu erzeugen, die durch den Addierer 706 summiert und als erste Eingabe 708 in den Summierer 710 dargestellt werden. Die Werte von γ_dc und γ_ic können durch adaptive Praktiken, beispielsweise von 8, die später beschrieben werden sollen, dynamisch aktualisiert werden. Eine zweite Eingabe 712 in den Addierer 710 stellt existierende Motorbefehlsdrehmomente, beispielsweise Lenkunterstützung, aktive Rückführung zur Mitte, Straßenseitenstreifen-Kompensation usw., dar. Die Ausgabe 714 des Addierers 710 ist das EPS-Motor-Drehmoment. 7 illustrates the use of practices in the algorithm 400 from 4 to determine the EPS motor torque according to the present invention. In 7 For example, the first and second derivatives of measured values of θ _m are used to determine the angular velocity ω _m and the angular acceleration α _m, respectively. The angular velocity ω _m and the angular acceleration α _m are multiplied by γ _dc and γ _ic , respectively, to obtain the damping compensation torque on the line 702 and the inertia compensation torque on the line 704 to be generated by the adder 706 summed and as the first input 708 in the summer 710 being represented. The values of γ _dc and γ _ic can be determined by adaptive practices, such as 8th which will be described later will be updated dynamically. A second input 712 into the adder 710 represents existing engine command torques, for example, steering assistance, active return to center, roadside lane compensation, etc. The output 714 of the adder 710 is the EPS motor torque.

8 veranschaulicht die Verwendung von adaptiven Praktiken im Algorithmus 400 von 4, um Steuerparameter zu aktualisieren, gemäß der vorliegenden Erfindung. 8 ist eine schematische Darstellung 800 von adaptiven Praktiken, die in den Blöcken 416 bis 422 verwendet werden, durch die vorbestimmte Parameter und Grenzen aktualisiert werden. Das zeitperiodische Drehmomentsensorsignal im Block 802 wird im Block 804 Fourier-transformiert, wodurch die Torsionsaktivität (d. h. Spektralamplitude und Phasenwinkel) um die Drehmomentsensor-SRS-Frequenz und die Drehmomentsensor-SRS-Frequenz am Ausgang 806 des Blocks 804 erhältlich sind. Die Ausgabe 806 des Blocks 804 ist eine erste Eingabe 806 in den Block 808, eine Eingabe 806'' in den Block 810 und eine Eingabe 806''' in den Block 812. 8th illustrates the use of adaptive practices in the algorithm 400 from 4 to update control parameters, according to the present invention. 8th is a schematic representation 800 of adaptive practices in the blocks 416 to 422 are used to be updated by the predetermined parameters and limits. The time-periodic torque sensor signal in the block 802 will be in the block 804 Fourier transformed, increasing the torsional activity (ie spectral amplitude and phase angle) around the torque sensor SRS frequency and the torque sensor SRS frequency at the output 806 of the block 804 are available. The edition 806 of the block 804 is a first input 806 in the block 808 , an input 806 '' in the block 810 and an input 806 ''' in the block 812 ,

Die Fahrzeuggeschwindigkeit im Block 814 wird in den Block 816 eingegeben, der die ”Frequenz-Nachschlagetabelle” enthält, um die abgebildete SRS-Frequenz 818 zu erhalten, die eine zweite Eingabe in den Block 808 ist. Im Block 808 wird, wenn die Drehmomentsensor-SRS-Frequenz von der ersten Eingabe 806' innerhalb einer vorbestimmten Grenze nicht gleich der abgebildeten Frequenz 818 ist, die ”Frequenz-Nachschlagetabelle” im Block 820 aktualisiert. Reifenverschleiß, Reifendruckveränderungen und neue Reifen sind einige Beispiele, durch die eine Änderung in der ”Frequenz-Nachschlagetabelle” auftreten kann, die Aktualisierungen an der ”Frequenz-Nachschlagetabelle” erfordert. Ansonsten fährt der Algorithmus 400 im Block 822 fort.The vehicle speed in the block 814 will be in the block 816 which contains the "frequency look-up table" to the mapped SRS frequency 818 to receive a second input in the block 808 is. In the block 808 when the torque sensor SRS frequency from the first input 806 ' within a predetermined limit not equal to the mapped frequency 818 is the "Frequency Lookup Table" in the block 820 updated. Tire wear, tire pressure changes, and new tires are some examples that may cause a change in the "Frequency Lookup Table" that requires updates to the "Frequency Lookup Table." Otherwise the algorithm runs 400 in the block 822 continued.

Die Abhängigkeit von der Geschwindigkeit als Indikator der SRS-Frequenz verringert die Rechenanforderung für die Detektion der tatsächlichen SRS-Frequenz. Der Fachmann auf dem Gebiet solcher Praktiken wird auch das Verfahren der Abhängigkeit von dem periodischen Gehalt der detektierten SRS-Frequenz als Alternative erkennen. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit aus zumindest dem vorher angeführten Grund verwendet wird, entsteht der Bedarf an interpolierten und extrapolierten Abschätzungen der Frequenz. Diese Interpolationen und Extrapolationen können unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von mathematischen Formen für die Abhängigkeit der SRS-Frequenz von der Fahrzeuggeschwindigkeit für den funktionalen Zusammenhang erreicht werden. Beispiele von mathematischen Formen umfassen lineare, stückweise lineare, quadratische, kubische und Polynomabhängigkeiten der SRS-Frequenz von der Fahrzeuggeschwindigkeit, die hauptsächlich durch die Charakteristiken der Reifeneigenschaften, die im detektierten Zusammenhang aufgezeigt sind, bestimmt sind. SRS-Frequenzen können auch durch die Kombination der Fahrzeuggeschwindigkeit und des periodischen Gehalts des gemessenen dynamischen Drehmoments in einer Weise abgeschätzt werden, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit unverhältnismäßig verwendet wird und der gemessene periodische Gehalt des Drehmomentsignals nur gelegentlich für Bestätigungszwecke mit einer Regelmäßigkeit von beispielsweise Minuten, Stunden, Tagen oder eines äquivalenten inkrementalen Kilometerstandes detektiert wird. Dies ist ein bevorzugtes Verfahren für die Implementierung und ist ein Verfahren, das in 8 enthalten ist.The dependence of the speed as an indicator of the SRS frequency reduces the computation requirement for the detection of the actual SRS frequency. Those skilled in the art of such practices will also recognize the method of dependency on the periodic content of the detected SRS frequency as an alternative. When the vehicle speed is used for at least the reason given above, there is a need for interpolated and extrapolated estimates of the frequency. These interpolations and extrapolations can be accomplished using any number of mathematical forms for the dependence of the SRS frequency on the vehicle speed for the functional relationship. Examples of mathematical forms include linear, piecewise linear, quadratic, cubic, and polynomial dependencies of the SRS frequency on vehicle speed, determined primarily by the characteristics of the tire characteristics indicated in the detected context. SRS frequencies may also be estimated by the combination of the vehicle speed and the periodic content of the measured dynamic torque in a manner in which the vehicle speed is disproportionately used and the measured periodic content of the torque signal only occasionally for verification purposes with a regularity of, for example, minutes, hours , Days or an equivalent incremental mileage is detected. This is a preferred method of implementation and is a method that is described in 8th is included.

Wenn im Block 810 die Torsionsaktivität (d. h. Spektralamplitude und Phasenwinkel) von der Eingabe 806'' um die Drehmomentsensor-SRS-Frequenz darauf hinweist, dass die Dämpfung geringer ist als ein vorbestimmter Level1, wird die γ_dc-Tabelle im Block 824 aktualisiert. Ansonsten fährt der Algorithmus 400 im Block 826 fort.If in the block 810 the torsional activity (ie spectral amplitude and phase angle) of the input 806 '' at the torque sensor SRS frequency indicates that the attenuation is less than a predetermined level 1, the γ _dc table becomes block 824 updated. Otherwise the algorithm runs 400 in the block 826 continued.

Wenn im Block 812 die Torsionsaktivität (d. h. Spektralamplitude und Phasenwinkel) von der Eingabe 806''' um die Drehmomentsensor-SRS-Frequenz darauf hinweist, dass die Dämpfung größer ist als ein vorbestimmter Level2, wird die γ_dc-Tabelle im Block 828 aktualisiert. Ansonsten fährt der Algorithmus 400 im Block 830 fort.If in the block 812 the torsional activity (ie spectral amplitude and phase angle) of the input 806 ''' To indicate the torque sensor SRS frequency that the damping is greater than a predetermined level 2, the γ _dc table is in block 828 updated. Otherwise the algorithm runs 400 in the block 830 continued.

9A ist ein erstes Diagramm 900, das eine erste und eine zweite vorbestimmte Amplitudengrenze, die in 8 verwendet werden, gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer SRS-Frequenz von 15 Hz als Beispiel veranschaulicht. Die Graphen 902 bis 914 stellen Diagramme der Spektralamplitude als Funktion der Frequenz innerhalb eines vorbestimmten Spektralbandes um die SRS-Frequenz, die am Ausgang 806 des Blocks 804 erhältlich ist, mit Dämpfungskoeffizienten von 0,05, 0,25, 0,50, 1,00, 4,00 bzw. 8,00 Prozent dar. Das Verhältnis der Amplituden bei vorbestimmten Frequenzen innerhalb des vorbestimmten Spektralbandes um die SRS-Frequenz mit einem gegebenen Dämpfungskoeffizienten gibt die Menge an Dämpfung an, die nahe der SRS-Frequenz vorliegt, wobei gilt, je größer das Verhältnis ist, desto größer ist die Dämpfung, und kann verwendet werden, um Grenzen für niedrige Dämpfung und hohe Dämpfung festzulegen. Das Verhältnis von Amplituden bei 15 Hz und 15 ½ Hz für einen gegebenen Dämpfungskoeffizienten kann beispielsweise verwendet werden, um die niedrige Dämpfungsgrenze, Limit1 916, die im Block 810 von 8 verwendet wird, festzulegen oder die hohe Dämpfungsgrenze Limit2 918, die im Block 812 von 8 verwendet wird, festzulegen. 9A is a first diagram 900 having a first and a second predetermined amplitude limit, which in 8th can be used according to the present invention using an SRS frequency of 15 Hz as an example. The graphs 902 to 914 Plots the spectral amplitude as a function of frequency within a predetermined spectral band around the SRS frequency at the output 806 of the block 804 The ratio of the amplitudes at predetermined frequencies within the predetermined spectral band to the SRS frequency with a given attenuation coefficient indicates the amount of attenuation that is close to the SRS frequency, where the larger the ratio, the greater the attenuation, and can be used to set limits for low attenuation and high attenuation. For example, the ratio of amplitudes at 15 Hz and 15½ Hz for a given attenuation coefficient can be used to determine the low attenuation limit, Limit1 916 in the block 810 from 8th is used to set or the high damping limit Limit2 918 in the block 812 from 8th is used to set.

9B ist ein zweites Diagramm 900', das eine erste und eine zweite vorbestimmte Phasenwinkelgrenze, die in 8 verwendet werden, gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer SRS-Frequenz von 15 Hz als Beispiel veranschaulicht. Die Graphen 902' bis 914' stellen Diagramme des Phasenwinkels als Funktion der Frequenz innerhalb eines vorbestimmten Spektralbandes um die SRS-Frequenz, die am Ausgang 806 des Blocks 804 erhältlich ist, mit Dämpfungskoeffizienten von 0,05, 0,25, 0,50, 1,00, 4,00 bzw. 8,00 Prozent dar. Das Verhältnis der Phasenwinkelsteigungen bei der SRS-Frequenz innerhalb des vorbestimmten Spektralbandes um die SRS-Frequenz mit verschiedenen Dämpfungskoeffizienten gibt die Menge an Dämpfung an, die bei der SRS-Frequenz vorhanden ist, wobei gilt, je größer das Verhältnis ist, desto niedriger ist die Dämpfung, und kann verwendet werden, um Grenzen für niedrige Dämpfung und hohe Dämpfung festzulegen. Das Verhältnis der Steigungen bei 15 Hz für die Dämpfungskoeffizienten 1,00 und 4,00 kann beispielsweise verwendet werden, um die niedrige Dämpfungsgrenze Limit1 916', die im Block 810 von 8 verwendet wird, festzulegen oder die hohe Dämpfungsgrenze Limit2 918', die im Block 812 von 8 verwendet wird, festzulegen. 9B is a second diagram 900 ' having a first and a second predetermined phase angle limit, which in 8th can be used according to the present invention using an SRS frequency of 15 Hz as an example. The graphs 902 ' to 914 ' make diagrams of Phase angle as a function of frequency within a predetermined spectral band around the SRS frequency at the output 806 of the block 804 is available with attenuation coefficients of 0.05, 0.25, 0.50, 1.00, 4.00, and 8.00 percent, respectively. The ratio of the phase angle slopes at the SRS frequency within the predetermined spectral band around the SRS Frequency with different attenuation coefficients indicates the amount of attenuation that exists at the SRS frequency, with the larger the ratio, the lower the attenuation, and can be used to set limits for low attenuation and high attenuation. The ratio of the slopes at 15 Hz for the attenuation coefficients 1.00 and 4.00 can be used, for example, to set the low attenuation limit Limit1 916 ' in the block 810 from 8th is used to set or the high damping limit Limit2 918 ' in the block 812 from 8th is used to set.

Da γ_dc und γ_dc Funktionen der Geschwindigkeit sein können, umfassen die vorstehend genannten Praktiken des Erzeugens, Beibehaltens und Aktualisierens der Tabellen dieser Werte mehrere Werte über den ganzen Geschwindigkeitsbereich, so dass der Betrieb des Fahrzeug bei oder nahe einem Fahrzeuggeschwindigkeitseintrag Werte identifiziert, die für diese Geschwindigkeit geeignet sind. Die anwendbaren Bereiche von Geschwindigkeiten und die Anzahl von Tabelleneinträgen werden beispielsweise durch die nominalen Dämpfungs- und Trägheitskompensationswerte, die gewünschte SRS-Wirksamkeit, die Rechenanforderung und die Geschwindigkeitsauflösung vorbestimmt.Since γ _dc and γ _{dc may be} functions of speed, the above-mentioned practices of generating, maintaining, and updating the tables of these values include multiple values over the entire speed range, so that operation of the vehicle at or near a vehicle speed record identifies values indicative of this speed are suitable. The applicable ranges of speeds and the number of table entries are predetermined, for example, by the nominal attenuation and inertia compensation values, the desired SRS efficiency, the computational requirement, and the velocity resolution.

5 ist ein Graph 500 der Zahnstangen-Translationssteifigkeit als Funktion der SRS-Frequenz und gibt Diagramme der Zahnstangen-Translationssteifigkeit für eine Lenkanordnung, die die vorliegende Erfindung nicht verwendet, Diagramm 502, mit einer SRS-Mittenfrequenz von ungefähr 10 Hz, und für eine Lenkanordnung unter Verwendung der vorliegenden Erfindung, Diagramme 504 und 506, die SRS-Mittenfrequenzen der Dämpfung von ungefähr 8 Hz und 15 Hz zeigen, 508 bzw. 510, an. Die Mittenfrequenzen der Dämpfung, 508 und 510, geben eine große oder maximale Zahnstangen-Drehsteifigkeit oder eine kleine oder minimale Dämpfung bei den jeweiligen SRS-Frequenzen von ungefähr 8 Hz und 15 Hz gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung an, wodurch das Lenkradrütteln (d. h. kleine Hin- und Her-Winkelvibrationen) bei den jeweiligen SRS-Frequenzen von ungefähr 8 Hz und 15 Hz minimiert wird, woraufhin der Fahrer das SRS am wenigsten bemerkt. Die Abwesenheit einer scharfen Spitze bei 10 Hz des Diagramms 502 deutet auf eine nicht minimale Dämpfung oder eine nicht maximale Zahnstangen-Drehsteifigkeit hin, wobei bei der SRS-Frequenz von 10 Hz die Lenkrad-Vibrationsaktivität nicht minimiert wäre, woraufhin der Fahrer das SRS viel mehr bemerken würde als unter Verwendung der vorliegenden Erfindung. 5 is a graph 500 the rack translational stiffness as a function of SRS frequency and gives diagrams of the rack translational stiffness for a steering assembly that does not use the present invention, diagram 502 , with an SRS center frequency of about 10 Hz, and for a steering assembly using the present invention, diagrams 504 and 506 showing SRS center frequencies of attenuation of approximately 8 Hz and 15 Hz, 508 respectively. 510 , at. The center frequencies of the damping, 508 and 510 , indicate a large or maximum rack torsional stiffness or small or minimal damping at the respective SRS frequencies of approximately 8 Hz and 15 Hz according to the method of the present invention, thereby contributing steering wheel shake (ie, small back and forth angle vibrations) the respective SRS frequencies of about 8 Hz and 15 Hz is minimized, whereupon the driver least notices the SRS. The absence of a sharp peak at 10 Hz of the chart 502 indicates no minimum damping or non-maximum rack torsional stiffness, with the steering wheel vibration activity not minimized at the SRS frequency of 10 Hz, whereupon the driver would notice the SRS much more than using the present invention.

Die effektive SRS-Dämpfung über verschiedene Geschwindigkeiten wird dadurch durch Manipulieren der Mittenfrequenz der Spitzen-Zahnstangen-Drehsteifigkeit in der Nähe der periodischen Erregung erreicht, so dass eine virtuelle Ausrichtung dieser Frequenzen besteht, wenn die Geschwindigkeit bei der Verwendung schwankt, indem entweder die Beziehung der periodischen Frequenz als Funktion der Geschwindigkeit durch die Rolleigenschaften des Reifens abgeschätzt wird und/oder die periodische Frequenz im Drehmomentsensor der EPS detektiert wird. Diese Ausrichtung von Frequenzen wird durch Ändern der scheinbaren Resonanzfrequenz des TVA erhalten, so dass sie mit den im Vorangehenden erläuterten Praktiken bei oder nahe jener der periodischen SRS-Erregungsfrequenz liegt.The effective SRS attenuation over different speeds is thereby achieved by manipulating the center frequency of the peak rack torsional stiffness in the vicinity of the periodic excitation so that there is a virtual alignment of these frequencies as the speed of use varies by either the relationship of the periodic frequency as a function of the speed is estimated by the rolling properties of the tire and / or the periodic frequency in the torque sensor of the EPS is detected. This alignment of frequencies is obtained by changing the apparent resonant frequency of the TVA to be at or near that of the periodic SRS excitation frequency, with the practices discussed above.

Es sollte auch beachtet werden, dass die Trägheits- und Dämpfungskompensation wahlweise auf ein Frequenzband begrenzt sein können, so dass wünschenswerte Effekte, wie im Vorangehenden angeführt, nur nahe den periodischen Erregungsfrequenzen erreicht werden. Dies ist mit gefilterten Bandbegrenzungs-Implementierungen möglich, die entweder bei den detektierten Beschleunigungen und Geschwindigkeiten oder den Ausgangssteuersignalen, die schließlich den Motorantrieb bestimmen, wirksam sind. Zusätzliche Vorteile durch Vermeiden von Bedingungen wie z. B. Vibrationsinstabilität bei erhöhten Frequenzen (oberhalb der Tiefpass-Eckfrequenz des Durchlassbereichs) und Interferenzeffekten an vorwärts angesteuerten Eigenschaften bei niedrigeren Frequenzen (die unter der Hochpass-Eckfrequenz des Durchlassbereichs existieren), die für Lenkereignisse typisch sind, könnten durch diese bandbegrenzten Implementierungen erfahren werden. Filterimplementierungen sind dem Fachmann auf dem Gebiet gut bekannt und können für zumindest den vorstehend genannten Zweck praktiziert werden.It should also be noted that the inertia and attenuation compensation may optionally be limited to one frequency band so that desirable effects, as noted above, are achieved only near the periodic excitation frequencies. This is possible with filtered band-limiting implementations that operate at either the detected accelerations and speeds or the output control signals that ultimately determine the motor drive. Additional benefits by avoiding conditions such. B. Vibration instability at elevated frequencies (above the passband's low pass cut-off frequency) and interference effects at lower frequencies (which exist below the passband's high pass cut-off frequency) that are typical of steering events could be experienced by these band limited implementations. Filter implementations are well known to those skilled in the art and may be practiced for at least the aforementioned purpose.

Die Tabelle I verwendet einen TVA, der so abgestimmt ist, dass er bei 15 Hz mechanisch in Resonanz kommt, und stellt lediglich als lehrreiche hypothetische, nicht begrenzende Beispiele eine Angabe von Werten dar, die im Verlauf der Ausführung des Algorithmus 400 von 4 gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden. Solche Systeme sind auf sowohl CEPS als auch REPS anwendbar. TABELLE I SRS-Frequenz (Hz) Parameter Einheiten 10 15 20 I'_m kg·m² 250 × 10^–6 250 × 10^–6 250 × 10^–6 k₂ Nm/Grad 18,6 18,6 18,6 c₂ Nm·s/Grad 0,0103 0,0103 0,0103 k₄ Nm/Grad 34,9 34,9 34,9 c₄ Nm·s/Grad 0,0194 0,0194 0,0194 k₁ = k₃ = k₅ Nm/Grad 0 0 0 c₁ = c₅ Nms/Grad 3,49 × 10^–4 3,49 × 10^–4 3,49 × 10^–4 c₃ Nm·s/Grad 3,49 × 10^–3 3,49 × 10^–3 3,49 × 10^–3 I'_p kg·m² 0 0 0 r_p M 0,007 0,007 0,007 N - 20 20 20 γ_dc - –3,6 × 10^–4 –3,6 × 10^–4 –3,0 × 10^–4 γ_ic - 365 × 10^–6 0 –135 × 10^–6 τ_ic s 0,003 0,003 0,003 τ_ic s 0,003 0,003 0,003 Nominale Zahnstangen-Drehsteifigkeit des Standes der Technik Nm/Grad 12,2 23,5 42,0 Zahnstangen-Drehsteifigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung Nm/Grad 122 180 317 Table I uses a TVA tuned to mechanically resonate at 15 Hz, and merely presents as instructive hypothetical, non-limiting examples an indication of values that will be used in the course of the execution of the algorithm 400 from 4 provided in accordance with the present invention. Such systems are applicable to both CEPS and REPS. TABLE I SRS frequency (Hz) parameter units 10 15 20 I _'m kg · m ² 250 × 10 ^-6 250 × 10 ^-6 250 × 10 ^-6 k ₂ Nm / degree 18.6 18.6 18.6 c ₂ Nm · s / degree 0.0103 0.0103 0.0103 k ₄ Nm / degree 34.9 34.9 34.9 c ₄ Nm · s / degree 0.0194 0.0194 0.0194 k ₁ = k ₃ = k ₅ Nm / degree 0 0 0 c ₁ = c ₅ Nms / degree 3.49 × 10 ^-4 3.49 × 10 ^-4 3.49 × 10 ^-4 c ₃ Nm · s / degree 3.49 × 10 ^-3 3.49 × 10 ^-3 3.49 × 10 ^-3 I ' _p kg · m ² 0 0 0 r _p M 0,007 0,007 0,007 N - 20 20 20 γ _dc - -3.6 × 10 ^-4 -3.6 × 10 ^-4 -3.0 × 10 ^-4 γ _ic - 365 × 10 ^-6 0 -135 × 10 ^-6 τ _ic s 0,003 0,003 0,003 τ _ic s 0,003 0,003 0,003 Nominal rack and pinion torsional stiffness of the prior art Nm / degree 12.2 23.5 42.0 Rack and pinion torsional rigidity according to the present invention Nm / degree 122 180 317

Claims

Method for damping shaking on a level road on a steering wheel ( 26 ) of a steering column of a motor vehicle, which has an electric power steering system ( 100 ) with an electric motor ( 104 ) and a rack, comprising the steps of: a) determining a frequency range of shaking on a level road during predetermined driving conditions of the motor vehicle; b) mechanical tuning of an electric power steering motor assembly of the electric power steering system ( 100 ) of the motor vehicle to a predetermined frequency thereby to produce a tuned vibration absorber ( 112 ) with a mechanically tuned resonance frequency ( 402 ); c) determining the frequency of shaking on a level road at an operating speed of the vehicle ( 406 ) determined from: 1) a predetermined relationship between the vehicle speed and the frequency of shaking on a level road and / or 2) the periodic dynamic content of a torque signal of the electric power steering system; d) dynamically tuning the inertia of the tuned vibration absorber ( 112 ) to the frequency of shaking on a level road at the speed in response to the relationship for all frequencies of the frequency range other than the mechanically tuned resonant frequency ( 410 ); and e) minimizing the damping of the tuned vibration absorber ( 112 ) and maximizing the rack rigidity at the frequency of jogging on a flat road, thereby jarring on a flat road on the steering wheel (FIG. 26 ) to minimize ( 412 ); wherein the steps d) and e) controlling the current in the electric motor ( 104 ) of the electric power steering system ( 100 ) to provide an equivalent of an inertia of the electric power steering assembly that affects the dynamic tuning of step d) and to provide a torque that affects the minimized damping of step e).

A method according to claim 1, characterized in that in step b), the electric power steering motor assembly is mechanically tuned to a mean frequency of the frequency range, thereby the tuned vibration absorber ( 112 ) with a mechanically tuned resonance frequency.

Method according to claim 2, characterized in that the method further comprises, in step e), a speed-sensitive compensating attenuation of the tuned vibration absorber (10). 112 ) to minimize the inertia time delay introduced by step d) in providing the equivalent of an inertia of the electric power steering assembly.

A method according to claim 3, characterized in that the method further comprises periodically repeating steps c) to e).

A method according to claim 4, characterized in that the steps c), d) and e) use predetermined multiple parameters of the motor vehicle, further comprising periodically evaluating the plurality of parameters to a divergence exceeding a predetermined range, wherein when the Divergence exceeds the predetermined range, then the multiple parameters are updated in response to the divergence.

Method according to claim 5, characterized in that the steps d) and e) on an electric power steering system ( 100 ), whose electric motor ( 104 ) is coupled to the rack drivingly coupled via an interface performed.

Method according to claim 5, characterized in that the steps d) and e) on an electric power steering system ( 100 ), whose electric motor ( 104 ) is coupled to the steering column drivingly coupled via an interface performed.

A method according to claim 4, characterized in that the steps c), d) and e) are limited to a frequency band near periodic excitation frequencies of shaking on a level road.

Method according to claim 8, characterized in that the steps d) and e) on an electric power steering system ( 100 ), whose electric motor ( 104 ) is coupled to the rack drivingly coupled via an interface performed.

Method according to claim 8, characterized in that the steps d) and e) on an electric power steering system ( 100 ), whose electric motor ( 104 ) is coupled to the steering column drivingly coupled via an interface performed.